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内燃机与配件 2010年第9期 23-26页

作者：王洪许世雄王东昱湖南师范大学湖南宇环同心数控机床有限公司

为了弥补三次B样条曲线插补时加减速能力的不足,提出了自适应加减速控制方法。该方法在保证系统加工精度的基础上,根据曲线的形状,自适应的调整进给速度,使进给速度变化趋于平滑,有效地避免了加速度和加加速度的变化对伺服系统造成的机... 详细信息

为了弥补三次B样条曲线插补时加减速能力的不足,提出了自适应加减速控制方法。该方法在保证系统加工精度的基础上,根据曲线的形状,自适应的调整进给速度,使进给速度变化趋于平滑,有效地避免了加速度和加加速度的变化对伺服系统造成的机械冲击。利用MatrixVB控件编程技术,设计了基于这种自适应插补算法的凸轮磨削软件。并移植到YTMK-CNC8336-16全数控高速凸轮轴磨床中。经仿真和现场实验表明,利用这种自适应插补算法的凸轮轴磨床的加速度和加加速度曲线得到改善,凸轮轴型线误差小于±0.015mm,工件表面粗糙度得到明显改善,实现了凸轮轴的精密加工。

关键词：凸轮轴磨削自适应进给速度插补算法加速度MatrixVB编程

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基于恒进给速度自适应NURBS曲线插补算法研究

基于恒进给速度自适应NURBS曲线插补算法研究

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作者：王云凯辽宁科技大学

学位级别：硕士

目前复杂曲面零部件的生产和制造在航空航天、汽车、轮船、刀具和模具等行业具有特别重要的现实意义。这类零件轮廓设计在CAD/CAM软件中常采用NURBS样条曲线(非均匀有理B样条)表示。因此NURBS曲线曲面实时插补技术已经成为近年来数控插... 详细信息

目前复杂曲面零部件的生产和制造在航空航天、汽车、轮船、刀具和模具等行业具有特别重要的现实意义。这类零件轮廓设计在CAD/CAM软件中常采用NURBS样条曲线(非均匀有理B样条)表示。因此NURBS曲线曲面实时插补技术已经成为近年来数控插补技术研究的一个热点,NURBS曲线曲面插补功能已经成为当代高性能CNC系统的标志性功能之一。然而传统的绝大多数数控系统仅具有直线、圆弧插补功能,加工非直线或圆弧曲线曲面时,则必须将高次曲线曲面离散成海量的小直线段,导致加工代码过长、电机频繁加减速和机床振动;虽然国外的FANUC、SIEMENS、三菱等高档数控系统已经配置了NURBS样条曲线插补功能,但存在曲线高速加工与精加工相矛盾问题。因此,研究一种适合高速加工特点的插补和控制算法,对于提高高速加工数控系统的性能具有十分重要的意义。本文在分析高速切削加工的发展现状和趋势的基础上,对高速数控加工中的NURBS曲线插补技术进行了深入研究,详细地介绍了CNC数控插补算法的评价指标,对NURBS曲线理论基础进行了梳理,对Bezier曲线、B样条曲线和均匀B样条曲线的定义进行了展开与对比,总结了非均匀有理B样条节点矢量的确定方法、权因子对NURBS曲线形状的影响及给出了NURBS曲线升阶、降阶计算公式,并深入分析了NURBS曲线的性质和优缺点。研究并提出了NURBS曲线弓高误差-进给速度自适应插补算法,可使机床在满足加工精度要求的前提下,以最大化的进给速度对工件进行插补加工,实现了插补精度与插补速度的优化。但考虑到曲线大曲率区域因速度调节而引起的电机加减速,造成机床颤振,影响机床平稳运行现象。因此,在限定弓高误差基础之上又提出一种S型加减速控制算法,旨在满足高速高精度加工要求且加工过程平稳无冲击。同时研究了S型加减速下的进给速度分布及前瞻插补曲线长度的实时计算方法,最后使用VC++软件根据自适应速度实时插补算法编写了程序并进行了实验仿真,证明该算法的正确性和可行性。

关键词： NURBS插补自适应进给速度弓高误差机床加减速

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凸轮轴磨床工件旋转轴转速预测算法的研究

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计算机工程与应用 2011年第36期47卷 245-248页

作者：王洪戴瑜兴许世雄王东昱湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南师范大学工学院长沙410081 湖南宇环同心数控机床有限公司长沙410323

采用三次B样条曲线插补的凸轮磨削加减速能力不足,易产生过磨和少磨。根据凸轮磨削的数学模型,分析了砂轮进给轴运动的理论与实际速度、加速度、加加速度,提出了一种预测工件旋转轴转速的加工方法,在速度变化剧烈处自动降低工件旋转轴转... 详细信息

采用三次B样条曲线插补的凸轮磨削加减速能力不足,易产生过磨和少磨。根据凸轮磨削的数学模型,分析了砂轮进给轴运动的理论与实际速度、加速度、加加速度,提出了一种预测工件旋转轴转速的加工方法,在速度变化剧烈处自动降低工件旋转轴转速,以避免加速度和加加速度的变化对伺服系统造成的机械冲击,利用Matrix VB控件编程技术,设计了凸轮轴磨削软件,并将其移植到YTMK-CNC8326全数控高速凸轮轴磨床中。测试表明,采用该方法磨削的凸轮轴型线误差小于±0.01mm,工件表面粗糙度得到明显改善,实现了凸轮轴的精密加工。

关键词：凸轮轴磨削转速预测算法自适应进给速度 Matrix VB编程

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集成摆线轨迹的型腔多刀具加工策略研究

集成摆线轨迹的型腔多刀具加工策略研究

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作者：刘建东华南理工大学

学位级别：硕士

近年来加工中心已经越来越广泛地使用在工业制造中,在过往被认为是低效率的2.5D型腔的多刀具加工方法,因加工中心的自动换刀的实现,而得到应用的可能。而且由于多刀具加工能够有效地发挥加工刀具的切削能力,提高切削效率,所以越来越受... 详细信息

近年来加工中心已经越来越广泛地使用在工业制造中,在过往被认为是低效率的2.5D型腔的多刀具加工方法,因加工中心的自动换刀的实现,而得到应用的可能。而且由于多刀具加工能够有效地发挥加工刀具的切削能力,提高切削效率,所以越来越受到重视,目前国内外也有许多的学者对此进行研究。本文围绕集成摆线刀轨与环切刀轨的2.5D型腔多刀具铣削加工策略进行研究,主要内容包括:(1)提出集成摆线刀轨与环切刀轨的走刀策略。对2.5D型腔使用多刀具加工,在型腔的整个加工过程中,加工刀具在大部分的时间里均处于铣削窄槽的状态。传统的环切刀轨在加工窄槽因径向切深过大而出现刀具负载过大的情况,而摆线刀轨虽然能够避免这种情况,但在加工宽阔区域时效率比较低下。通过材料去除速率的分析,提出集成摆线与环切刀轨的走刀策略,并且说明该走刀策略能够克服摆线刀轨以及环切刀轨的缺点。(2)提出基于蚁群算法的加工刀具组合选取方法。在多刀具的加工策略中,选取高效的加工刀具组合是一个关键的问题。本文将该问题转化为有向图中的最优路径寻找问题,综合考虑材料去除速率、换刀次数与刀具的退刀等各种因素的影响,并使用蚁群算法对之求解,以得出最优的加工刀具组合。同时,所提出的刀具选取策略在两个型腔案例上实施,并通过其他方法进行对比,说明该方法所选取的加工刀具能够实现更为高效的多刀具加工。(3)提出以基于恒定加工安全系数的自适应进给速度进行多刀具加工。加工安全系数是本论文提出的以刀具切削力为基础的表征加工安全性的一个概念,加工安全系数能够为不同尺寸的加工刀具提供一个统一的安全性标准。以恒加工安全系数计算得出的自适应进给速度能够使得各加工刀具处于同一受力情况,有效地发挥加工刀具的切削能力。同时,本研究进行加工实验并对加工过程中的各加工刀具的切削力进行测量,通过与使用恒定进给速度的加工实验进行对比,证明使用自适应进给速度能够保证加工的安全性与高效性。

关键词： 2.5D型腔多刀具加工摆线刀轨自适应进给速度

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