最小有向距离算法在螺杆加工中的应用 被引量：23

1

作者 赵文珍 何小妹 +1 位作者 王维 马正元 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期371-373,共3页

从空间啮合原理出发 ,研究刀具与工件表面的接触规律 ,将最小有向距离算法应用于螺杆加工的数控编程中。在给定工件端截面参数方程的条件下 ,可采用该方法生成刀具运动轨迹 ,实现经济、高效的螺杆加工。该算法适用于各种截面廓型为一阶... 从空间啮合原理出发 ,研究刀具与工件表面的接触规律 ,将最小有向距离算法应用于螺杆加工的数控编程中。在给定工件端截面参数方程的条件下 ,可采用该方法生成刀具运动轨迹 ,实现经济、高效的螺杆加工。该算法适用于各种截面廓型为一阶连续可微曲线的圆柱螺旋面螺杆加工 ,并可通过分段处理技术实现对截面廓型由多段曲线组合而成的螺杆进行自动编程加工。 展开更多

关键词 螺杆 刀触点 优化 数控编程 最小有向距离算法

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Loop细分曲面数控加工刀具轨迹的生成 被引量：5

2

作者 朱翔 孙家广 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期521-524,共4页

细分曲面可以方便地表示任意拓扑结构的光滑曲面 ,正逐渐成为自由曲面造型的有力工具 ;细分曲面的加工是其工业应用的基础。给出一个用于 L oop细分曲面数控加工的无干涉刀具轨迹生成的实用算法 :首先在不考虑干涉的情况下 ,由 L oop细... 细分曲面可以方便地表示任意拓扑结构的光滑曲面 ,正逐渐成为自由曲面造型的有力工具 ;细分曲面的加工是其工业应用的基础。给出一个用于 L oop细分曲面数控加工的无干涉刀具轨迹生成的实用算法 :首先在不考虑干涉的情况下 ,由 L oop细分曲面的初始控制网格直接计算生成刀触数据 ;然后通过对刀具干涉条件的分析 ,确定干涉区域 ,去除产生干涉的刀触点 ;最后将刀触数据转换为无干涉的刀位数据。 展开更多

关键词 曲面加工 LOOP细分曲面 数控加工 刀具轨迹生成 刀具干涉条件 刀触点

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截面线等误差步长法计算点云刀具路径规划 被引量：13

3

作者 刘威 周来水 安鲁陵 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第6期824-828,共5页

提出了一种利用截面线等误差步长法计算点云刀具路径的算法。首先定义一组截平面,运用点云切片算法求出截平面与点云的交线,作为刀触点(CC)轨迹。刀触点轨迹是由大量离散点组成的点集,本文中提出了一种等误差步长法对刀触点轨迹计算刀触... 提出了一种利用截面线等误差步长法计算点云刀具路径的算法。首先定义一组截平面,运用点云切片算法求出截平面与点云的交线,作为刀触点(CC)轨迹。刀触点轨迹是由大量离散点组成的点集,本文中提出了一种等误差步长法对刀触点轨迹计算刀触点,然后利用最小二乘法拟合刀触点附近点获得平面,平面法矢作为刀触点的法矢,沿法矢偏置刀具半径得到对应的刀位点,并对生成的刀位点进行干涉处理。该算法计算出的刀具路径包含的刀位点数量更少,误差均匀且都满足最大误差要求,最后通过实例验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 数控 点云 刀触点 截面线 刀具路径

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螺旋面数控加工刀具运动轨迹计算方法研究 被引量：7

4

作者 王中宝 《机械研究与应用》 2007年第1期36-37,共2页

在数控机床上加工螺旋面多采用平面啮合理论,但实际在工件表面的切削轨迹为空间曲线,针对平面编程方法存在不可消除的理论误差,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹进行研究,提出一种新的计算刀触点“最小有向距离算法”... 在数控机床上加工螺旋面多采用平面啮合理论,但实际在工件表面的切削轨迹为空间曲线,针对平面编程方法存在不可消除的理论误差,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹进行研究,提出一种新的计算刀触点“最小有向距离算法”的理论并进行论证。 展开更多

关键词 接触迹 最小有向距离 刀触点

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基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法 被引量：6

5

作者 孙殿柱 康新才 +1 位作者 孙永伟 李延瑞 《北京工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1446-1450,共5页

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后... 提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。 展开更多

关键词 三角BÉZIER曲面 R＊S树 自适应离散 刀触点 数控刀轨

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等弓高误差变步长算法求取刀触点的优化 被引量：4

6

作者 丁鹏 杜娟 +1 位作者 刘鹏程 白晏霏 《工具技术》 2018年第9期75-78,共4页

传统的等弓高误差是假设步长内所有点的曲率半径相等,然后根据已知刀触点的曲率半径来求取步长,得到下一个刀触点。但由于曲线的曲率在不断变化,所以传统方法得到的刀触点可能会超出弓高允许误差或取得保守,在拐点附近的刀触点更会出现... 传统的等弓高误差是假设步长内所有点的曲率半径相等,然后根据已知刀触点的曲率半径来求取步长,得到下一个刀触点。但由于曲线的曲率在不断变化,所以传统方法得到的刀触点可能会超出弓高允许误差或取得保守,在拐点附近的刀触点更会出现严重失真问题。为了解决传统的等弓高误差的缺点,本文将在此基础上进行改进,提出了新的方法,通过迭代计算,直到实际弦高逼近弓高误差,实现真正意义上的等弓高变步长。校核时运用了几何关系,求出的实际弓高误差更精确,进一步缩小了误差。最后通过MATLAB进行验证,得出算法的可靠性。 展开更多

关键词 刀触点 等弓高误差 变步长

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螺旋曲面数控加工的计算方法研究与应用 被引量：2

7

作者 孙建军 杨向红 齐文国 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第3期41-42,共2页

针对平面编程存在的不可消除的理论误差 ,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹的计算方法进行研究 ,提出一种新的计算刀触点的“最小有向距离算法”。该算法不受初始点选取的限制 ,没有迭代收敛性问题 ,从理论上消除了加... 针对平面编程存在的不可消除的理论误差 ,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹的计算方法进行研究 ,提出一种新的计算刀触点的“最小有向距离算法”。该算法不受初始点选取的限制 ,没有迭代收敛性问题 ,从理论上消除了加工误差 。 展开更多

关键词 螺旋曲面 数控加工 计算方法 最小有向距离 刀触点 刀位点 数控铣床

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汽轮机叶片圆环形盘铣刀包络铣削方法 被引量：3

8

作者 王建军 王可 孙兴伟 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2014年第6期662-665,共4页

为提高汽轮机叶片的加工效率,缩短汽轮机生产周期,在分析汽轮机叶片曲面构成及其加工方法的基础上,提出了采用圆环形盘铣刀包络铣削汽轮机叶片曲面的新方法.利用定向最小距离原理,对圆环形盘铣刀包络加工刀触点和刀具轨迹进行计算,研究... 为提高汽轮机叶片的加工效率,缩短汽轮机生产周期,在分析汽轮机叶片曲面构成及其加工方法的基础上,提出了采用圆环形盘铣刀包络铣削汽轮机叶片曲面的新方法.利用定向最小距离原理,对圆环形盘铣刀包络加工刀触点和刀具轨迹进行计算,研究了刀触点的计算模型和计算方法.采用该加工方法后,刀具轨迹行程相对于采用球头铣刀包络加工时有明显缩短,在提高叶片加工效率方面作用明显.研究内容为汽轮机叶片专用数控机床和叶片抛光机的设计提供了理论参考. 展开更多

关键词 汽轮机叶片 圆环形盘铣刀 包络铣削 定向最小距离 数控加工 刀具轨迹 叶片型面 刀触点

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STL模型加工轨迹生成研究及发展方向 被引量：1

9

作者 黄常标 江开勇 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第12期233-235,共3页

以STL模型为代表的多边形网格模型越来越广泛地应用于数控加工。阐述了STL模型的数控加工轨迹生成方法及其特点,包括直接生成无干涉刀位点、由刀具偏置面模型生成刀位轨迹、由刀触点生成刀位点等三种。到目前为止这些方法都还不完善,有... 以STL模型为代表的多边形网格模型越来越广泛地应用于数控加工。阐述了STL模型的数控加工轨迹生成方法及其特点,包括直接生成无干涉刀位点、由刀具偏置面模型生成刀位轨迹、由刀触点生成刀位点等三种。到目前为止这些方法都还不完善,有待于进一步的深入研究。 展开更多

关键词 STL模型 加工轨迹生成 刀位点 模型偏置 刀触点

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三角形网格模型上刀触点的加权补偿法矢量计算方法 被引量：1

10

作者 胡津铭 杨旭静 周元生 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1226-1229,共4页

研究面向三角形网格曲面数控加工刀位点的计算方法,提出了一种用于精确计算网格曲面上刀触点法矢量的方法。该方法引入了包含网格模型上刀触点所在区域附近的网格顶点的法矢量信息的加权补偿矢量及渐变影响函数,通过非线性插值三角形顶... 研究面向三角形网格曲面数控加工刀位点的计算方法,提出了一种用于精确计算网格曲面上刀触点法矢量的方法。该方法引入了包含网格模型上刀触点所在区域附近的网格顶点的法矢量信息的加权补偿矢量及渐变影响函数,通过非线性插值三角形顶点处的法矢量得到位于网格模型上各刀触点的法矢量,使之更加接近理论参数曲面相应位置的法矢量。实例计算和误差分析表明,该方法可以有效地提高网格曲面上刀触点处法矢量的计算精度,对提高刀具轨迹上相应刀位点的位置精度和基于三角形网格曲面的数控加工精度有积极意义。 展开更多

关键词 三角形网格 刀触点 法矢量 加权补偿矢量 数控加工

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自由曲面多轴加工的刀触点轨迹规划 被引量：1

11

作者 江本赤 韩刚 《南阳理工学院学报》 2015年第4期67-69,共3页

分析了自由曲面加工误差的产生原因,重点阐述了刀触点轨迹的步长和行距对曲面加工精度的影响,在此基础上提出了一种基于线性逼近误差和残留高度约束的刀触点轨迹规划方法,该方法可以保证曲面加工的精度要求。最后以一张自由曲面为例,考... 分析了自由曲面加工误差的产生原因,重点阐述了刀触点轨迹的步长和行距对曲面加工精度的影响,在此基础上提出了一种基于线性逼近误差和残留高度约束的刀触点轨迹规划方法,该方法可以保证曲面加工的精度要求。最后以一张自由曲面为例,考察其刀触点轨迹的分布和连续性情况,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 自由曲面 多轴加工 刀触点

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非周期自由曲面数控加工的计算方法研究与应用 被引量：1

12

作者 王可 李晓丹 田方 《组合机床与自动化加工技术》 2006年第11期11-12,共2页

通过对非周期自由曲面与刀具接触规律的研究,文章提出了将最小有向距离算法应用于非周期自由曲面数控加工中。该种计算刀触点的方法以最小有向距离原理为基础,结合九点寻优算法,不仅从理论上消除了编程误差,而且不受初始点选取的限制,... 通过对非周期自由曲面与刀具接触规律的研究,文章提出了将最小有向距离算法应用于非周期自由曲面数控加工中。该种计算刀触点的方法以最小有向距离原理为基础,结合九点寻优算法,不仅从理论上消除了编程误差,而且不受初始点选取的限制,没有迭代收敛性问题,还可推广到其他数控加工中。 展开更多

关键词 非周期自由曲面 最小有向距离 刀触点

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电水壶壶嘴焊接曲面抛光路径的轨迹研究 被引量：1

13

作者 张亚欣 吴昌林 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第12期165-168,共4页

不锈钢电水壶的应用市场越来越大,对电水壶抛光质量的要求也越来越高。为了保证水壶壶嘴焊接处的加工质量,文章对壶嘴焊接曲面处的抛光路径进行了规划。为了便于电水壶壶嘴的数控加工,首先对电水壶进行实体扫描,建立水壶模型后可以有效... 不锈钢电水壶的应用市场越来越大,对电水壶抛光质量的要求也越来越高。为了保证水壶壶嘴焊接处的加工质量,文章对壶嘴焊接曲面处的抛光路径进行了规划。为了便于电水壶壶嘴的数控加工,首先对电水壶进行实体扫描,建立水壶模型后可以有效提取磨具的刀触点集,得到磨具的刀位点轨迹。并对磨具进行抛光行距分析以及磨具姿态的控制分析,得到磨具任意加工点处刀轴转动角度公式。最后在磨具刀位点轨迹以及姿态分析的基础上对电水壶回嘴焊接曲面的抛光加工做运动仿真分析,加工时磨具加工面与壶嘴焊接曲面充分相切接触,在很大程度上可以提高加工效率和加工质量。 展开更多

关键词 水壶壶嘴 自由曲面 抛光行距 轨迹路径 刀触点

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麻花钻螺旋槽曲面加工刀触点的计算 被引量：1

14

作者 高阳 苟向峰 《煤矿机械》 北大核心 2012年第3期110-112,共3页

在分析国家通用标准麻花钻加工参数基础上,建立麻花钻螺旋槽曲面的数学模型。分析了麻花钻螺旋槽曲面由加工方法引起的加工误差,在满足加工要求范围内选取较大的走刀步长和较大的走刀行距,计算出了麻花钻螺旋槽的数控加工刀触点,并通过M... 在分析国家通用标准麻花钻加工参数基础上,建立麻花钻螺旋槽曲面的数学模型。分析了麻花钻螺旋槽曲面由加工方法引起的加工误差,在满足加工要求范围内选取较大的走刀步长和较大的走刀行距,计算出了麻花钻螺旋槽的数控加工刀触点,并通过Matlab验证了其准确性。此种方法减少重复刀触点,提高了数控加工效率。 展开更多

关键词 数控加工 刀触点 麻花钻 螺旋槽曲面

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基于刀具跳动误差的五轴侧铣加工精度预测模型构建

15

作者 余杭卓 秦圣峰 +2 位作者 丁国富 江磊 付建林 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期3359-3367,共9页

五轴侧铣加工时,刀具跳动引起的回转轮廓误差会影响工件表面加工精度。在现有刀位轨迹误差预测模型基础上,引入刀具回转轮廓误差建立了一种新的综合误差预测模型,由该模型可以计算得到加工表面刀触点分布,实现加工表面重构从而进行加工... 五轴侧铣加工时,刀具跳动引起的回转轮廓误差会影响工件表面加工精度。在现有刀位轨迹误差预测模型基础上,引入刀具回转轮廓误差建立了一种新的综合误差预测模型,由该模型可以计算得到加工表面刀触点分布,实现加工表面重构从而进行加工精度预测。针对刀具跳动误差难以测量的情况,设计了一种试验方法,从而精准地获取刀具误差参数,并用于模型计算。通过对比试验验证了该预测模型的有效性。 展开更多

关键词 五轴侧铣 刀具跳动 加工精度 误差预测模型 刀触点

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直线包络方法加工凸曲线回转工件的数学模型与效率研究

16

作者 林彬 竹永奎 +1 位作者 杜蕃 袁启海 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1143-1147,共5页

凸曲线回转工件广泛应用于航空航天等领域,它要求较高的精度和表面质量。传统的轨迹磨削成形方法不仅精度不高,而且效率较低,无法满足高效精密加工的需求。介绍了加工凸曲线回转工件的直线包络方法和其实现方式。在分析其成形机理的基... 凸曲线回转工件广泛应用于航空航天等领域,它要求较高的精度和表面质量。传统的轨迹磨削成形方法不仅精度不高,而且效率较低,无法满足高效精密加工的需求。介绍了加工凸曲线回转工件的直线包络方法和其实现方式。在分析其成形机理的基础上提出了适合这种成形方法的基于等残留高度的刀触点计算模型,并在达到相同最大残留高度条件下,对直线包络方法和轨迹成形方法进行了效率比较,得出当工件截面凸曲线曲率半径较大时,直线包络方法的加工效率要比轨迹成形方法提高3～4倍左右。 展开更多

关键词 机械制造工艺与设备 轨迹法 刀触点 直线包络

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数控加工中刀触点轨迹的连续性及其应用 被引量：7

17

作者 赵文珍 韩立 +1 位作者 王维 杨向红 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2001年第1期1-3,共3页

在分析国内外关于自由曲面数控加工中刀位点轨迹生成算法的基础上，提出了一个关于刀触点轨迹连续性的命题并加以证明 .对各种形式的刀具与工件的几何特性进行了分析，阐述了该性质在改进刀位点轨迹算法中的应用方法 .通过在“最小有向... 在分析国内外关于自由曲面数控加工中刀位点轨迹生成算法的基础上，提出了一个关于刀触点轨迹连续性的命题并加以证明 .对各种形式的刀具与工件的几何特性进行了分析，阐述了该性质在改进刀位点轨迹算法中的应用方法 .通过在“最小有向距离算法”中应用表明，该性质对于提高计算速度和精度方面都具有重要意义 . 展开更多

关键词 刀触点轨迹 连续性 刀具 工件 几何特性 数控机床 数控加工

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三角网格表面等残留高度刀轨生成算法 被引量：12

18

作者 陈晓兵 廖文和 +2 位作者 吴海兵 孙全平 陈前亮 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期1800-1804,共5页

针对截平面法规划的三角网格表面的刀轨长度较长、加工表面残留高度不均匀的问题,提出一种基于改进截平面法的等残留高度刀轨生成算法.首先在估算刀触点轨迹线垂直方向曲率半径的基础上,计算刀触点轨迹投影线并对其进行修正,去除其中冗... 针对截平面法规划的三角网格表面的刀轨长度较长、加工表面残留高度不均匀的问题,提出一种基于改进截平面法的等残留高度刀轨生成算法.首先在估算刀触点轨迹线垂直方向曲率半径的基础上,计算刀触点轨迹投影线并对其进行修正,去除其中冗余的投影点;然后由修正后的刀触点轨迹投影线构造驱动表面,利用驱动表面和网格表面迭代计算刀触点轨迹线;最后由刀触点轨迹线计算无干涉刀轨.与截平面法生成的刀轨进行比较分析的结果表明,文中算法生成的刀轨长度较小且获得的残留高度保持均匀,适合于三角网格表面表示的复杂表面的精加工. 展开更多

关键词 三角网格表面 等残留高度 刀触点轨迹投影线 驱动表面 数控加工

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超精密慢刀伺服金刚石车削加工的关键工艺问题研究 被引量：9

19

作者 赵亮 程凯 +1 位作者 丁辉 顾彦 《制造技术与机床》 北大核心 2020年第5期85-88,共4页

根据超精密慢刀伺服金刚石车削加工原理,以自由曲面为例,系统地分析了超精密慢刀伺服加工中工件面型对刀具参数和关键切削工艺参数的特殊要求,进一步归纳提出了复杂曲面慢刀伺服车削中的刀具选择和设计准则。该研究工作同时借助Nanotech... 根据超精密慢刀伺服金刚石车削加工原理,以自由曲面为例,系统地分析了超精密慢刀伺服加工中工件面型对刀具参数和关键切削工艺参数的特殊要求,进一步归纳提出了复杂曲面慢刀伺服车削中的刀具选择和设计准则。该研究工作同时借助Nanotech 250 ULv2机床和UG对切削方向与刀触点布局方式,以及关键切削工艺参数进行了慢刀伺服加工路径仿真和超精密车削试验研究。结果表明合理的切削方向与刀触点布局及加工工艺参数选择,有助于实现自由曲面工件高效稳定可控的超精密慢刀伺服加工。 展开更多

关键词 超精密慢刀伺服加工 金刚石车削 自由曲面 刀具几何参数 刀触点布局

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基于刀触点路径截面线法的不规则曲面锯切加工算法研究 被引量：7

20

作者 吴玉厚 赵德宏 闫广宇 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期352-359,共8页

为获得更高的不规则曲面加工效率,研究了一种基于刀触点路径截面线法的锯切加工算法.该算法在点云数据的基础上,通过截交面产生截交线;通过调整锯片直径、步长满足截面线最小曲率要求,拟合产生刀触点路径,计算刀位点路径.仿真实验表明,... 为获得更高的不规则曲面加工效率,研究了一种基于刀触点路径截面线法的锯切加工算法.该算法在点云数据的基础上,通过截交面产生截交线;通过调整锯片直径、步长满足截面线最小曲率要求,拟合产生刀触点路径,计算刀位点路径.仿真实验表明,加工效率可提高4倍左右;而在实际加工实验中加工效率提高了5倍.3D-Z轴定向模型分析表明,实际加工模型最大偏差4.005mm,平均偏差0.929mm,模型中不存在过切区域,满足工业生产要求,但存在一定量的欠切区域.研究结果为后续研究奠定了良好基础. 展开更多

关键词 锯切加工 不规则曲面 点云数据 截面线法 刀触点路径 最小曲率 锯片直径

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