一种跃度连续的配气凸轮型线研究

针对内燃机配气凸轮无法在全工作段保持跃度连续的问题,提出一种新型的分段低次方组合式凸轮型线模型。通过对该凸轮型线模型运动规律的分析,得到了通过设计参数计算各段角度和表达式的方法,并对相关设计参数的约束条件进行了研究。基于该模型,对某内燃机进排气凸轮进行了设计,并与现有凸轮型线进行了对比。结果表明,该模型设计的凸轮型线在缓冲段、基本段和各段连接处都能保证跃度曲线连续;在指定的设计参数下,该模型不需要进行优化和调整,就可以快速得到唯一确定的凸轮型线,还可以自动调整分段数,并保证得到最大速度和最大丰满系数;通过与类似型线比较得知,该凸轮型线在相同限值的情况下,丰满系数>1%~12%,最大速度>1%~13.5%,最大跳度<20%~70%。

基于C^(3)连续PH曲线的短线段拐角实时光顺算法

为了实现连续短线段加工过程中机床各轴运动的跃度连续,基于PH曲线弧长可解析计算的特点,提出了C^(3)连续实时光顺算法。通过在相邻短线段间构造满足最大近似误差约束的对称PH曲线,实现了直线段与PH曲线衔接点处C^(3)连续的平滑转接。同时采用五次多项式的柔性加减速曲线对光顺后的刀具路径进行速度规划与插补,保证了机床各轴运动的跃度连续。针对相同的刀具路径,通过仿真实验对两种拐角光顺算法进行对比分析,结果表明,所提算法相对于C^(2)连续光顺算法的跃度波动平均下降了44.3%,加工时间减少了4.6%,降低了机床的振动,提高了加工质量和效率,具有更平滑的跃度曲线。

剑杆织机新型引纬运动规律研究

随着剑杆织机不断更新换代对引纬机构输出运动规律提出了新的要求,利用三角函数的特性并结合修正梯形运动规律对引纬跃度曲线进行分段组合构造出一种新型的引纬运动规律,采用这种引纬运动曲线不仅引纬加速度曲线连续,且跃度曲线连续,在加速度变号处时的理论碰撞速度接近零的运动规律,与传统的引纬加速度曲线相比,很好的改善了动态性能,降低残余振动幅值。该引纬运动规律曲线具有一般性,可根据生产应用灵活优选参数为引纬机构反求设计提供可靠的数据,同时为优化参数以满足高速剑杆织机提供了研究方法。

基于Bézier曲线的小直线段局部转接光顺研究

连续小直线段轨迹(G01)是实际加工过程中最常见的轨迹形式,而直线拐角处的几何不连续性势必会带来速度和加速度的突变,严重影响加工质量和加工精度。为提高G01轨迹的加工效率和加工质量,提出一种基于三次Bézier曲线的小直线段转接光顺算法,并建立拐角转接控制模型,实现轨迹连续性的提升。同时,为进一步提高加工效率,所提算法保证转接曲线曲率极值点出现在Bézier曲线中点处,并能够实现曲率极值的解析计算,并以拐角曲率最优为目标实现转接光顺控制。在加减速方面,基于柔性加减速控制方法,提出一种切向跃度连续的加减速曲线形式,并以此为前提,应用双向扫描算法实现速度前瞻过程,完成速度规划和插补。最后与现有算法进行对比,试验结果表明所提算法能够在保证相似加工精度的前提下显著提升加工效率。