ADAPTIVE STRATEGIES FORNC MACHINING COMPOUND FREE-FORM SURFACES

This paper treats adaptation to the machining precision and productivity of compound free-form surfaces. The principle of a mixed NC machining method (surface direct interpolating (SDI[1])and discrete NC programming) is introduced- Three adaptive procedures are discussed : ( 1 ) adaptivedivision of the machining areas, (2) adaptive triangulation for generating interference-free tool pathsfrom compound surfaces, (3) machining along surface/surface intersection (SSI ) curves with anadaptive step length. They upgrade the intelligence of machining compound surfaces.

基于MODM模型的曲面NC加工刀轨行距计算

提出基于ＭＯＤＭ的曲面ＮＣ加工刀轨行距计算理论与方法。针对新的刀轨行距换算原理提出确定基本单元行距换算系数的方法，把对相邻刀轨间的相关区域整体性质的考察转化为对有限个基本单元行距换算系数的考察，消除了现有方法中的采样特征，提高了对残余高度控制的可靠性，使计算过程得到简化。另外还设计了一个递归优化过程以减少刀轨生成数量，提高加工效率。

自由曲面三轴联动NC加工的精度控制方法研究

在自由曲面的ＮＣ加工中，除了刀具轨迹要合理规划外，还有一个更重要的步骤是刀具轨迹的精度控制。本文介绍了自由曲面三轴联动ＮＣ加工时用切线法控制步长。

组合曲面NC加工中刀具干涉的检查方法

分析了组合曲面ＮＣ加工中刀具干涉的类型、特性及其产生的充要条件。

面向曲面NC加工刀位计算的基本单元模型

提出一个面向曲面NC加工刀位计算的曲面离散基本单元模型及其误差控制方法。该模型考虑了对基本单元的逼近精度以及偏置精度的控制。将该模型应用于曲面加工刀位计算能有效地改善现有方法在误差控制、行距计算和干涉检验等方面存在的不足。同时,模型的形式非常简单。

考虑节能条件下的自由曲面加工刀具路径优化研究

在数控加工过程中不同的刀具路径所产生的能耗和加工效率不同,为了降低自由曲面在数控加工过程中的能耗,提高加工效率,从节能和高效率两个方面对刀具路径进行优化。建立以节能和高加工效率为优化目标,以主轴转速、每齿进给量、径向切削深度、轴向切削深度和机床设备性能为约束条件的刀具路径数学模型。分析待加工自由曲面的面曲率和残余高度,对加工步长和行距进行合理计算,以此为依据将待加工曲面离散成点云即为刀触点。为避免遗传算法过早陷入局部最优解,引入模拟退火算法对遗传算法进行改进,使用改进后的混合算法对自由曲面刀具路径进行优化。通过仿真加工和实验加工对比了优化路径与传统路径,结果证明了优化方法的有效性。

自由曲面加工中的等参数螺旋轨迹生成方法

通过对刀具轨迹有效性的分析,将刀具轨迹规划分为曲面上曲线族的选择和有效合理排布方式的设计两个方面。以此为基础,针对数控加工中心的高速加工特性,提出一种等参数螺旋刀具轨迹生成方法。该方法以减少抬刀、路径转接为目的,并综合考虑刀具轨迹几何与运动力学性能。首先以等参数线型轨迹为基础,生成等参数环形轨迹,进而以对角曲线连接相邻路径,构造能够实现连续切削的等参数螺旋轨迹。仿真试验表明该方法,简单实用,而且避免了轮廓偏置中的干涉检测,特别适用于自由曲面的高速数控加工。

提高自由曲面数控加工精度的技术研究

论述了制造业中自由曲面的数控加工精度提高技术 .分析了影响自由曲面精密加工精度的多种因素 ,研究并提出了从工艺系统、控制系统和数控程序设计等方面提高曲面加工精度的技术和所采取的方法 .

复杂曲面的区域分类与数控加工

据微分几何理论中曲面上点的分类法将被加工曲面分成椭圆、双曲和抛物 3类区域 ,并根据各类区域的法曲率的特征给出了球面铣刀、端面铣刀等刀具的参数选择以及用各种刀具切削不同区域的曲面时相应的步长和行距的定量分析相关的数学模型 ,最后用实例验证了本文所供方法和模型的可行性与可靠性。

组合曲面参数线五坐标加工刀具轨迹的计算

提出了组合曲面间拓扑关系的建立方法 通过对曲面相邻边界及相邻角点拓扑信息查询 ,完成刀具路径的合理组织 ;针对目前在给定加工精度时确定参数增量算法存在的不足 ,提出基于等参数线的走刀步长追踪法 ,并对曲率半径趋于无穷大的情况及直纹面加工的情况进行单独处理 ,保证了算法的稳定性和有效性 在此基础上 ,系统地阐述了组合曲面加工中刀触点。

数控加工仿真中自由曲面的碰撞干涉检验

碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一。文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题 :把碰撞干涉分为四种情况 ,对其分别提出不同的检验方法 ,并阐述了具体的解决方案。这些方法对 3 -5轴数控机床均适用。其中提出的刀具与曲面全局干涉的检查算法解决了求曲面到刀具最小距离的问题 。

自由曲面数控加工中非线性误差分析与走刀步长的确定

走刀步长的合理确定是影响曲面加工精度与效率的重要问题。该文对三坐标数控加工中因离散直线逼近所导致的刀具运动非线性误差进行了较严格的理论分析 ,其误差按照轮廓法向定义 ,将目前的二维弧弦近似处理提高到三维意义下基于刀具包络运动的较精确的估计 ,所提出的分析方法适用于多种类型刀具 ,并得出了归一化的计算表达 。

自由曲面截面线无干涉刀轨生成方法的研究

截面线法是数控加工中重要的也是应用较为广泛的一种刀具轨迹的生成方法.以球形刀加工自由曲面为例,对截面线无干涉刀轨生成方法进行了研究与探讨.该方法实现了对刀具干涉的快速分析检测与处理,提高了数控加工和生产效率.此外,该方法不仅可以在数控加工中生成无干涉刀具轨迹,而且可以确定加工中的欠切区域,以便于后续加工.

自由曲面五坐标数控加工中几个关键问题的研究

自由曲面用平头立铣刀五坐标数控加工可以明显地提高切削效率和零件表面质量，但无干涉刀位产生一直是个难以解决的问题。本文对其中的几个关键问题进行了研究，导出了平头立铣刀的有效切削半径的一种计算方法，给出了自适应走刀步长算法和切削行距的计算公式，最后给出了无干涉刀位生成方法，并用实例验证了方法的可行性，为提高加工效率和精度提供了有效途径。

面向曲面零件的在线检测系统误差补偿技术研究

数控机床在线检测不但能显著提高加工质量,也能提高加工效率,但在线检测系统的精度因受各类误差因素的影响尚需进一步的提高,以便在高精度曲面零件的加工中得以应用.针对数控机床接触式在线检测的误差源及误差补偿技术进行深入研究,建立包括机床几何误差和测头系统误差的数控机床在线检测的误差补偿数学模型,提出基于三角网格模型的测球半径补偿方法,实现对检测数据的补偿修正.在此基础上,通过VC++6.0编程工具,开发出具有误差自动补偿功能的在线检测系统,并通过在线检测实验平台的搭建対实例零件进行验证.通过与CMM检测结果的比较,结果表明,所提出的在线检测误差补偿技术是可行和有效的.

面向数控加工组合自由曲面过渡技术

从数控加工的角度研究了组合自由曲面的过渡技术并提出了建立过渡面的方法。该过渡技术充分考虑了与数控加工关系密切的组合曲面的曲率情况 ,避免了以往 CAD造型中过渡圆角半径选择的盲目性 ,使得在加工过程中 ,不因过渡面而无法加工或更换半径更小的刀具而降低加工效率。该方法为曲面过渡技术提供了新的思路 ,同时有利于 CAD/

自由曲面数控加工走刀方向的优化研究

走刀方向对数控加工的效率有重要影响 ,尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题 ,提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略 ,建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型 ,并用实例加以验证 。

基于三角形二叉树LOD模型的自由曲面实时加工仿真算法

为提高自由曲面数控加工仿真的效率和精度,提出一种基于层次细节模型(LOD)控制的自由曲面数控加工仿真新方法.本算法采用Z-map模型表达工件,设计并实现了基于三角形二叉树的切削算法.采用了基于三角形二叉树的LOD模型控制数控加工实时显示过程中渲染的多边形数量,减少不必要的计算时间,从而在满足给定精度的基础上,提高仿真的速度和效率,达到较好的实时仿真效果.最后通过实验验证了算法的有效性和可行性.

数控加工干涉检验的新算法

提出一种干涉检验的新算法——点到曲面距离法。通过计算刀盘上刀尖轨迹圆上的任一点到理论曲面的距离来检验刀具与被加工曲面是否存在干涉且计算出干涉量的值 。

组合自由曲面数控加工中的自适应策略

提出一种由直接插补和离散ＮＣ编程组成的组合自由曲面混合数控加工方法，并给出了三种自适应策略：加工区域的自适应分割、用于生成无干涉刀具轨迹的曲面自适应三角化和沿曲面／曲面交线自适应步长加工。