数控机床等弦长拟合优化算法的实现

非圆曲线是数控编程中经常用到的一类复杂轮廓曲线,具有非圆曲线的产品在生产和生活中应用日益广泛,因此高精度、高效率地加工这些轮廓曲线零件,是非常重要的。对非圆曲线进行数控编程的关键之一在于如何提高数控程序的质量,采用等弦长逼近的方法,在允许的加工误差下,提出改进型的等弦长法拟合算法,可避免数控加工程序段过多,确保以最少的直线段来逼进给定的任意非圆曲线,动态显示拟合过程,并且自动生成CNC代码。

并联机床空间曲线等弦长插补算法研究

通过对空间隐式方程曲线、参数方程曲线的插补算法的研究,把等弦长插补算法用于并联机床,用微小直线段拟合曲线。首先根据弦长求出各离散点,并求出其对应杆长,根据相邻两点之间的杆长增量按比例进给。插补无累积误差,从而提高了插补算法的准确性和高效性。

数控加工中定曲线方程轮廓的等弦高误差拟合算法研究

针对指定曲线方程轮廓,提出了等弦高误差拟合算法,通过指定弦高误差,应用非均匀递归插值方法获得刀触点,通过拟合轮廓等距偏置获得刀位点。算法简单可靠且效率相对较高,切削步长具有沿加工方向的曲率适应性,加工效率高。可应用于2轴及2.5轴轮廓加工以及线切割加工。

基于正交试验的等弦波形管热工性能分析

基于模拟正交试验法并通过Fluent软件分析,开发出新型等弦波形强化换热管(D=10 mm,L=45 mm,R=50 mm),分析得出了较大的法向分速度冲刷壁面是影响其对流换热的主要因素;利用场协同理论分析了等弦波形管的强化换热原理,计算出协同角,通过与直管对比发现,协同角有明显减小,局部达10°以上;最后从泵功耗指标出发,计算得出与直管相比,换热效率提高47.6%,验证了新型等弦波形强化换热管具有较优越的热工性能。

弯管流量传感器弯径比的等弦几何测量法

弯管流量计采用90°标准弯管作为流量传感器件.影响其流量特征最重要的几何参数是弯管的弯径比.因此,能否准确地确定弯管的弯径比不仅对研究单个传感器的流量特征至关重要,更对这种流量计产品的批量生产和推广使用具有特别重要的意义.

等弦法对轨道不平顺测量滤波特性影响的研究

文章从空域和频域两个角度讨论了等弦测量法对轨道不平顺测量结果滤波特性的影响,这种滤波特性是指轨道不平顺的长波长成分被极大地衰减,短波长成分则随波长变化起伏振荡。文章将弦测法的结果与轨道检查车的拟空间曲线输出结果进行了对比。

等弦长在异圆中所对的圆心角、弧长比较

相等的弦长在大小不同的圆中所对的圆心角、弧长不同,在大圆中所对的圆心角较小圆中小,大圆中对的劣弧长较小圆中短。

延弦偏距法和CASIO-fx-4500PA型计算器标定曲线巷道中线

文章介绍延弦偏距法标定曲线巷道中线，以及在标定过程中将公式转化为程序，使用CASIO—fx－4500PA型计算器。在现场标定既简便又快捷。

叶片前后缘识别及百叶轮抛磨工艺研究

针对叶片前后缘厚度小、曲率变化急剧的结构难点,利用最小二乘法对叶片截面前后缘和部分叶身处的离散点进行椭圆拟合,通过设置平均距离、最大距离和斜率差三个误差约束条件来确定前后缘与叶盆叶背临界点,精确识别叶片前后缘;选取适合抛磨前后缘的弹性抛磨工具百叶轮,简化百叶轮抛磨模型,从单颗磨粒抛磨出发,探究抛磨过程中百叶轮压缩量与抛磨力的关系,并基于Hertz接触理论和改进的等弦高误差法确定步长行距。最后通过机器人夹持叶片、百叶轮抛磨的方式进行横抛、纵抛实验。两种抛磨方式横抛后表面粗糙度均小于0.4μm,轮廓度误差小于0.08 mm,均能满足叶片的尺寸精度和表面质量要求。

数控加工中NURBS曲线的小线段离散方法

针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题,提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真,验证这两种算法的优缺点;结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系,提出对NURBS曲线进行区域分割,实现离散后的小线段轨迹局部等弦长、等弦差,轨迹相对光顺.利用平面光栅进行实验验证,实验结果表明:利用该算法,离散后的小线段轨迹可以很好地逼近原NURBS曲线,并且保证轨迹相对光顺.

自由曲线B样条最小逼近误差拟合建模

基于最小二乘法 ,采用非均匀单参三次 B样条函数 ,实现了自由曲线离散数据最小逼近误差数学模型的建立 .针对建立的自由曲线拟合数学模型 ,提出了基于等弦高法的非等距拟合节点选择方法 ,大大降低了逼近误差 .

基于PC与运动控制器的开放式数控系统研究与开发

本文对基于PC与运动控制器的开放式数控系统进行了研究,阐述了基于模块化思想构建开放式数控系统软硬件体系的实现方法;针对系统管理软件要求,提出一种继承模块化的同心圆环结构作为系统管理软件的开发模型,开发了具有较高集成度、较低耦合性的系统管理软件;开发了基于运动控制器的二次插补算法,粗插补采用三次B样条曲线等弦长分割插补算法。该数控系统已应用于实际项目中,收到了良好效果。

弯管传感器弯径比的测量方法

本文介绍了国家定型产品ＺＬＲＪ型智能弯管流量计弯管传感器弯径比的测量方法，说明了这种测量方法的科学性，并通过误差分析给出了应用这种方法的原则和注意事项。

基于FANUC系统的抛物线参数宏程序编程研究

从抛物线方程入手,介绍了抛物线的数控加工算法,研究非圆曲线抛物线的加工原理,提出了运用等弦长算法进行抛物线插补加工,给出了抛物线的最短走刀路线图,完成典型的车削内孔抛物线车削参数程序的编写和典型铣削抛物线参数程序的编写,方便编程及操作人员快速修改零件参数,提高了编程效率。

自由曲线缝纫轨迹离散的多目标优化方法

二维花样缝纫机普遍存在B样条缝纫线迹离散不均匀的问题,这对缝纫机的高速运行性能及缝纫质量均造成很大影响.分析了缝纫轨迹的离散过程和原理并建立了相应的数学模型.为寻求最优的解决方法,分别分析了用Newton法和二分法求解的可行性与优缺点,最终确定了基于多目标遗传算法的等弦长离散方法.在遗传目标式的构建,编码方式的选取,变异和交叉算子的设计中均兼有降低算法复杂度的考虑,以确保该算法在嵌入式缝纫系统中高效运行.最后针对具体的缝纫花样的离散将该算法和二分法进行对比,证实了该算法的优越性.该算法已成功应用于二维电脑花样机控制系统中,并取得了很好的效果.

机翼蒙皮紧固件快速布点方法研究

飞机机翼蒙皮是一个曲率变化的曲面,蒙皮上分布着大量紧固件。各飞机设计制造企业对紧固件在机翼蒙皮曲面上的布点方法各不同。传统的等空间距布点方法无法对复杂曲面尤其是曲率变化大的曲面进行快速且均匀布点。基于CATIA二次开发的紧固件辅助设计系统,提出了一种可以根据蒙皮的轮廓尺寸大小、紧固件直径等参数,快速确定紧固件位置且均匀分布的方法,即等弦长布点法。借助CATIA二次开发的紧固件辅助系统进行分析,研究在曲率变化较大和较小的情况下等空间距布点法与等弦长布点法的各自特点。得出等弦长布点法是一种可行的紧固件快速布点方法,它适用于曲率变化小或大的复杂曲面的均匀分布,并克服了等空间距布点法无法在曲率变化大的曲面上均匀布点的局限性。

基于非均匀有理B样条的轻量化船体曲面逼近

在数字化船舶设计过程中,基于插值截面线生成的船体曲面控制顶点数过多,不利于后续曲面的光顺和修改;基于非均匀有理B样条截面线生成的曲面,形状不可控.针对上述问题,提出了一种轻量化船体曲面逼近的设计方法.该方法通过对截面线进行2次逼近,生成船体曲面.在一次逼近中,应用等弦差法对截面线进行离散,得到曲线上的离散数据点;在二次逼近中,以截面线的节点矢量为设计变量,将最小化所有截面线在最小二乘意义上的逼近误差之和作为目标函数,构建截面线优化逼近模型.根据问题的性质,对自适应改变染色体长度的遗传算法进行改进,将该算法应用于模型求解.实船船体曲面逼近和设计算例表明,应用该方法对船体曲面进行逼近设计是可行的,并能满足工程设计要求,同时还可以减少船体曲面设计所需的数据量,为其他复杂曲面的轻量化设计提供参考.

时间分割圆弧插补算法的改进

插补算法是数控机床的重要组成部分,插补算法的优劣直接影响了机床的加工性功能。对于现有的时间分割圆弧插补方法大多采用的是近似计算,计算过程复杂,插补精度和插补效率相对较低。为提高机床的加工性功能,文章基于等弦高误差理论对原有的时间分割圆弧插补算法进行改进,改进后的插补算法计算简便,实现了插补过程的无近似计算,且使每一个插补点都落在插补圆弧上;在保证插补精度的条件下,因为在插补计算过程中采用了最大允许弦高误差,实现了插补效率的最大化。

三次参数样条插补精度的主要影响因素分析

分析了采用等弦长方法插补三次参数样条曲线时,进给速度因素和曲率半径因素对插补精度的影响,利用曲线拟合方法分别得出了插补轮廓误差E与进给速度F、曲率半径R之间的函数关系式E=E(F)和E=E(R)。在E(F)中F2的贡献最大;但当曲率半径较小时,随R的减小,一次、常数的影响明显增加,在高精度加工中不可忽略;在E(R)中R-1项贡献最大;曲率半径R不变时,R-1项的贡献率随进给速度的增加而扩大。采用该算法,根据给定的误差要求,可精确计算出满足精度要求的最大进给速度Fmax和最小曲率半径Rmin。

二维高性能圆弧插补算法的研究及改进

插补是整个数控装置中极其重要的功能之一。插补算法性能的优化对数控机床的性能有很大的影响,文中首先比较了现有的部分改进圆弧插补算法,进而提出一种全新的基于等弦高误差原理的改进型圆弧算法,最后从算法的速度与精度两个方面与现有算法进行了比较。