基于阿基米德螺线的小线段压缩处理及其插补算法研究
发布时间：2021-08-08 10:00
在推动国产数控系统向高端化发展、提高加工效率与加工质量这一背景下,微线段形式的加工程序在面对复杂曲线曲面时,难以实现高速加工,且段间转折点数量多、易引起过切与欠切,影响加工质量。为了解决上述问题,提高数控系统高速高精加工能力,本文基于阿基米德螺线（简称为螺旋线）,对微小线段数控程序的优化与插补问题进行了相关研究。为了解决微小线段形式的数控加工程序数据量大、转折点较多的问题,提出了一种螺旋线式小线段压缩处理算法。在研究分析阿基米德螺线方程的参数与其切向矢量、径向矢量二者夹角关系的基础上,给出了近似计算螺旋线中心的方法。利用各中间数据点的误差平方和构造目标函数,推导了基于最小二乘原理的螺旋线参数计算公式。应用前寻回溯策略遍历所有数据点,将小线段刀路轨迹压缩处理为螺旋线与小线段集合。针对螺旋线直接插补,提出了两种速度规划方法—混合T型与混合S型加减速算法。以上两种算法在引入的自适应插补过程中,基于曲率特性构建了弓高误差对运行速度的约束关系,使得速度规划受到加减速方式、机床性能与弓高误差的综合约束。针对多段螺旋线与小线段集合,设计了前瞻算法与转接点过渡速度限制策略。通过仿真实验验证了速度规划算...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数控系统软件总体架构
第五章基于可重构数控系统的算法实现与验证66UG生成的四叶草轨迹，同时提取跟随误差。图5-4加工所用三轴数控铣床Figure5-4ThreeaxisCNCmillingmachineforprocessing螺旋线与小线段原小线段端点(mm)(mm)图5-5四叶草轨迹Figure5-5Clovertrack工件数控系统数据采集电脑
第五章基于可重构数控系统的算法实现与验证67如图5-5所示，四叶草加工代码由532条小线段构成，共包含1066个数据。给定拟合精度0.02mm，压缩处理后，小线段刀路轨迹被重构为101段螺旋线与1条小线段集合，共包含608个数据，数据量压缩了42.96%。图5-6所配伺服电机与驱动器(a)P2-06A23005S30D000型伺服电机；(b)CDHD-0132AEC2型驱动器Figure5-6Equipped(a)P2-06A23005S30D00servomotorand(b)CDHD-0132AEC2driver图5-7ServoStudio软件主界面Figure5-7SoftwaremaininterfaceofServoStudio机床配备了如图5-6所示的高创公司P2-06A23005S30D000型伺服电机与CDHD-0132AEC2型驱动器。数控系统的切向加加速度为10000mm·s-3，切向加速度为1000mm·s-2。毛坯选用6061铝板，刀具选用直径为φ4的端面立铣刀，设置主轴转速为2000r/min，进给速度为1000mm/min，切深为0.4mm。设置采样)a()b(
【参考文献】：
期刊论文
[1]得标准者得天下 我国高档数控系统关键技术标准实现自主化突破——访国家机床质量监督检验中心副主任黄祖广博士[J]. 梁秀璟. 自动化博览. 2018(05)
[2]NURBS曲线S形加减速寻回实时插补算法[J]. 刘献礼,周肖阳,李茂月,丁云鹏,丁文彬. 机械工程学报. 2017(03)
[3]始末速度不为零的S型加减速时间规划算法研究[J]. 杨亮亮,许守金,史伟民,葛宏伟. 机械工程学报. 2016(23)
[4]基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法[J]. 李浩,黄艳,马岩蔚. 组合机床与自动化加工技术. 2016(06)
[5]基于宏程序的阿基米德螺线形凸轮程序编制[J]. 沈文华,张吉堂,于松章. 机械管理开发. 2016(03)
[6]基于G2连续Bézier曲线的刀具轨迹压缩算法[J]. 赵晟,毕庆贞,王宇晗,石璟,刘钢. 上海交通大学学报. 2014(05)
[7]变半径螺旋线插补铣削宏程序优化设计[J]. 刘萍,梅晓妍,王民权. 组合机床与自动化加工技术. 2014(03)
[8]高质量加工中四次多项式速度规划算法研究[J]. 王允森,盖荣丽,孙一兰,杨东升. 中国机械工程. 2014(05)
[9]连续小线段高速加工插补技术综述[J]. 焦青松,李迪,王世勇. 组合机床与自动化加工技术. 2014(01)
[10]我国机床数控化的现状和未来对策[J]. 景富军,谭胜龙,刘玲,范华献. 制造技术与机床. 2013(04)
硕士论文
[1]基于Cardinal样条曲线的微小线段间平滑过渡算法的设计与实现[D]. 袁家兰.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
本文编号：3329748
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数控系统软件总体架构
第五章基于可重构数控系统的算法实现与验证66UG生成的四叶草轨迹，同时提取跟随误差。图5-4加工所用三轴数控铣床Figure5-4ThreeaxisCNCmillingmachineforprocessing螺旋线与小线段原小线段端点(mm)(mm)图5-5四叶草轨迹Figure5-5Clovertrack工件数控系统数据采集电脑
第五章基于可重构数控系统的算法实现与验证67如图5-5所示，四叶草加工代码由532条小线段构成，共包含1066个数据。给定拟合精度0.02mm，压缩处理后，小线段刀路轨迹被重构为101段螺旋线与1条小线段集合，共包含608个数据，数据量压缩了42.96%。图5-6所配伺服电机与驱动器(a)P2-06A23005S30D000型伺服电机；(b)CDHD-0132AEC2型驱动器Figure5-6Equipped(a)P2-06A23005S30D00servomotorand(b)CDHD-0132AEC2driver图5-7ServoStudio软件主界面Figure5-7SoftwaremaininterfaceofServoStudio机床配备了如图5-6所示的高创公司P2-06A23005S30D000型伺服电机与CDHD-0132AEC2型驱动器。数控系统的切向加加速度为10000mm·s-3，切向加速度为1000mm·s-2。毛坯选用6061铝板，刀具选用直径为φ4的端面立铣刀，设置主轴转速为2000r/min，进给速度为1000mm/min，切深为0.4mm。设置采样)a()b(
【参考文献】：
期刊论文
[1]得标准者得天下 我国高档数控系统关键技术标准实现自主化突破——访国家机床质量监督检验中心副主任黄祖广博士[J]. 梁秀璟. 自动化博览. 2018(05)
[2]NURBS曲线S形加减速寻回实时插补算法[J]. 刘献礼,周肖阳,李茂月,丁云鹏,丁文彬. 机械工程学报. 2017(03)
[3]始末速度不为零的S型加减速时间规划算法研究[J]. 杨亮亮,许守金,史伟民,葛宏伟. 机械工程学报. 2016(23)
[4]基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法[J]. 李浩,黄艳,马岩蔚. 组合机床与自动化加工技术. 2016(06)
[5]基于宏程序的阿基米德螺线形凸轮程序编制[J]. 沈文华,张吉堂,于松章. 机械管理开发. 2016(03)
[6]基于G2连续Bézier曲线的刀具轨迹压缩算法[J]. 赵晟,毕庆贞,王宇晗,石璟,刘钢. 上海交通大学学报. 2014(05)
[7]变半径螺旋线插补铣削宏程序优化设计[J]. 刘萍,梅晓妍,王民权. 组合机床与自动化加工技术. 2014(03)
[8]高质量加工中四次多项式速度规划算法研究[J]. 王允森,盖荣丽,孙一兰,杨东升. 中国机械工程. 2014(05)
[9]连续小线段高速加工插补技术综述[J]. 焦青松,李迪,王世勇. 组合机床与自动化加工技术. 2014(01)
[10]我国机床数控化的现状和未来对策[J]. 景富军,谭胜龙,刘玲,范华献. 制造技术与机床. 2013(04)
硕士论文
[1]基于Cardinal样条曲线的微小线段间平滑过渡算法的设计与实现[D]. 袁家兰.中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所) 2018
本文编号：3329748
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