复杂曲面笔式加工的直接插补算法

复杂曲面笔式加工时的刀具轨迹是位于曲面上的自由曲线轨迹.针对此类形式的轨迹,给出一种复杂曲面笔式加工时的自由曲线型刀轨的直接插补算法,即对位于曲面上以投影方式形成的任意自由曲线形式的刀轨进行插补计算,生成控制机床运动的指令.该方法的实现扩充了CNC系统的轨迹控制功能,提高了复杂曲面的加工效率.仿真和试切的结果证明算法可行而且有效.该算法也可以应用到整体曲面加工中.

基于遗传算法的笔式加工刀具路径优化

为缩短笔式加工时间和提高加工效率,提出了一种新的基于遗传算法的刀具路径优化方法。笔式加工的特点决定了生成的刀具路径为一系列离散的切削路径段,为了精简搜索数目,将每段刀具路径看作两个遗传基因。使用十进制码构造分段染色体模型,采用改进的遗传算法对笔式加工分段路径进行优化排序,得到刀具路径排布的近似最优解。实验结果表明:改进的自适应遗传算法比一般遗传算法搜索速度提高若干倍,可以明显缩短加工路径的总长度。

复杂曲面笔式加工的直接插补算法(英文)

针对复杂曲面笔式加工时位于曲面上的空间曲线型刀具轨迹,给出一种直接插补算法.即对以投影方式形成的位于曲面上的空间曲线形式的刀轨,根据导动曲线和刀触点轨迹线之间的几何运动关系,通过泰勒展开近似得到刀触点轨迹线上插补点所对应的导动线的参数,再反求间接得到刀触点坐标,从而生成控制机床运动的指令.该方法的实现扩充了CNC系统的轨迹控制功能,提高了复杂曲面的加工效率.仿真结果表明算法可行而且有效.该算法也可以应用到整体曲面加工中.

基于圆弧逼近的笔式加工区域快速搜索算法

针对传统自由曲面笔式加工过程计算量大、加工效率低等问题,提出了一种圆弧逼近自由曲面的笔式加工区域搜索算法.首先利用改进的四叉树算法将自由曲面进行面片分割;然后利用圆弧逼近曲面近似计算曲率半径,快速搜索出曲面局部干涉的大体位置,减少了计算量,提高了搜索效率;最后通过二叉树法精确搜索笔式加工区域的边界点,形成笔式加工区域.实例分析表明,该算法能够快速、准确地搜索出干涉区域,搜索时间由传统逐点搜索法的85.047 s缩短至33.734 s,说明该算法是有效的.

复杂曲面笔式加工仿真系统研制

为研究复杂曲面笔式加工的规律和过程,给出了面向多轴加工的计算机仿真研究方法。针对曲面上曲线型刀具轨迹,建立了加工路径数学模型,结合复杂曲面笔式加工直接插补算法的思想,编制了仿真程序,获得了理想的仿真效果。仿真得到的加工过程数据可用于进一步的实验。

笔式加工轨迹的B样条曲线逼近

提出一种新的节点矢量计算方法,应用于最小二乘法B样条曲线的逼近计算,通过实例验证,此算法生成的逼近曲线精度高,曲线更具有光顺性,能够很好抑制逼近曲线的扭摆现象,能够满足逼近精度要求。利用此算法对笔式加工轨迹进行B样条逼近,生成C2连续且光顺的刀位路径,大大缩短数控加工代码量,提高加工效率和加工精度。

复杂曲面高效加工的环切刀具路径生成方法

提出一种适用于复杂曲面高效加工的环切刀具路径生成方法,该方法以平面封闭三次B样条曲线族作为导引线,运用复杂曲面笔式加工插补算法实现曲面局部区域的加工。导引曲线由封闭控制多边形顶点,通过逐层内等距,得到内偏置控制多边形的顶点,进而生成B样条导引曲线环。该方法提高了复杂曲面局部加工的效率,而且用B样条曲线描述刀具路径,为实现复杂曲面高效、高精度加工奠定了理论基础,并通过实例验证了算法的有效性。