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基于速度前瞻的数控运动轨迹控制及平滑处理 被引量：7
1
作者 林浒 刘飞 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2020年第2期445-448,共4页
随着制造技术的不断发展和新材料工艺的应用,制造业数控机床的性能要求越来越高.追求高效率,高精度和高可靠性是数控机床技术发展的一个永恒话题.经前人不懈努力,已取得了一些卓有成效的工作.但在产业化应用方面,需要针对具体的加工需求... 随着制造技术的不断发展和新材料工艺的应用,制造业数控机床的性能要求越来越高.追求高效率,高精度和高可靠性是数控机床技术发展的一个永恒话题.经前人不懈努力,已取得了一些卓有成效的工作.但在产业化应用方面,需要针对具体的加工需求,尤其是某些特种加工,尚有待于进行深入研究.为此,本文以超快激光加工中的速度规划为研究对象,采用空间圆弧过渡实现程序段间的轨迹转接,保证轨迹的C1连续性,并且算法具有计算简单、技术成熟等特点,使用空间圆可以简洁地描述数控运动轨迹在拐角处的平滑过渡曲线,此外,采用实时前瞻技术,实现平滑且高速的轨迹运动效果.最后,对该算法进行了实际加工的验证,提高了工件的整体加工效率. 展开更多
关键词 拐角过渡 速度前瞻 轨迹平滑 超快激光 加减速控制
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基于改进三角函数加减速的一步拐角过渡法
2
作者 王太勇 贾松辉 陈木正 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1001-1009,共9页
加减速控制是数控系统的关键技术之一,影响着零件加工时的高效性和平稳性,同时由于传统数控系统在加工复杂的曲线曲面时,需要生成的大量连续微线段,这不仅增加了数控系统的负担,且在拐角处仅G0连续,导致在拐角处频繁加减速和机床振动,... 加减速控制是数控系统的关键技术之一,影响着零件加工时的高效性和平稳性,同时由于传统数控系统在加工复杂的曲线曲面时,需要生成的大量连续微线段,这不仅增加了数控系统的负担,且在拐角处仅G0连续,导致在拐角处频繁加减速和机床振动,降低零件加工效率和加工质量.两步法拐角过渡是先进行轨迹光顺再进行速度规划,不仅步骤繁琐,而且降低了加工效率.因此,针对传统三角函数中最大加加速度只存在峰值导致加工效率降低的问题,本文先对加减速连续性较好的传统三角函数加减速控制算法进行改进,以sin^(2)x作为加加速度的基函数建立加减速规划的模型,并在其运动模型中增加匀加加速度加减速阶段.针对数控加工中连续微线段拐角处加工效率低、插补轨迹连续性低的问题,提出了新的一步法拐角过渡方法.该方法是通过一步法拐角过渡算法在速度规划阶段直接完成轨迹光顺.最后根据轮廓误差和机床各轴动态性能的限制对过渡时间、速度、加速度及加加速度进行约束.实验证明,提出的方法能够进一步提高加工中的加减速柔性,能够利用最大加加速度持续加减速,且在保证加工效率的基础上提高伺服控制的跟随精度,使得误差检测的精度能够满足要求. 展开更多
关键词 拐角过渡 三角函数加减速 柔性加减速 数控系统
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基于PH曲线的数控拐角过渡方法 被引量：5
3
作者 王琦魁 陈友东 +1 位作者 李伟 魏洪兴 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1481-1487,共7页
为了减弱轨迹拐角处的向心加速度变化给加工带来的不利影响,使用五次PH曲线进行拐角过渡,在控制加工速度的同时对向心加速度进行控制。通过对拐角处连接情况的分析,确定了连接PH曲线中的参数计算方法。在拐角前后使用S加减速进行加工,... 为了减弱轨迹拐角处的向心加速度变化给加工带来的不利影响,使用五次PH曲线进行拐角过渡,在控制加工速度的同时对向心加速度进行控制。通过对拐角处连接情况的分析,确定了连接PH曲线中的参数计算方法。在拐角前后使用S加减速进行加工,以保证直线、圆弧轨迹加工中的平稳;在拐角连接区域内使用基于曲率的速度模型,通过对拐角前后S加减速和拐角速度的连接,使拐角前后的速度更加连续,得到平滑的速度曲线;通过拐角处的加速度和弓高误差的限制,计算平稳的加工速度。结果表明,使用五次PH曲线进行拐角过渡的误差小于7.4μm,能够满足加工需要,同时,拐角处的向心加速度变化更加平稳。将拐角前后的S加减速和拐角区域内速度连接后,得到了平滑的速度曲线。 展开更多
关键词 数控 拐角过渡 PH曲线 S型曲线加减速 误差
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复杂曲线轮廓的高精度加工方法研究 被引量：1
4
作者 蔡安江 庞飞彪 吴隽楠 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第8期133-136,141,共5页
针对复杂曲线的高精度加工,提出了一种基于公差带约束的刀位点调整与C3连续5次B样条曲线刀具路径拐角的过渡算法。在符合公差带约束的情况下,根据转接误差将刀位点在误差敏感方向上进行调整,这样可有效降低微小直线逼近误差;采用5次B样... 针对复杂曲线的高精度加工,提出了一种基于公差带约束的刀位点调整与C3连续5次B样条曲线刀具路径拐角的过渡算法。在符合公差带约束的情况下,根据转接误差将刀位点在误差敏感方向上进行调整,这样可有效降低微小直线逼近误差;采用5次B样条曲线进行拐角过渡,实现了刀具路径的平滑转接,通过对刀具路径拐角过渡转接分为第一类过渡转接与第二类过渡转接并分类求解,简化了求解过程。MATLAB仿真结果表明,该算法正确有效,对实现复杂曲线轮廓的高精度加工具有重要指导意义。 展开更多
关键词 公差带 拐角过渡 转接误差 B样条 刀具路径 C3连续
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改善机床运动的五轴刀轨光顺方法 被引量：1
5
作者 李晓东 宁涛 陈志同 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期406-412,共7页
建立了五轴数控加工刀轨光顺优化模型,改善了线性插补方式下拐角过渡运动中的机床加速度情况。考虑了5个轴加速能力的差异,以轴加速度比,即轴实际达到的最大加速度与其允许最大加速度的比值,来衡量轴的加速度情况,以5个轴加速度比的平... 建立了五轴数控加工刀轨光顺优化模型,改善了线性插补方式下拐角过渡运动中的机床加速度情况。考虑了5个轴加速能力的差异,以轴加速度比,即轴实际达到的最大加速度与其允许最大加速度的比值,来衡量轴的加速度情况,以5个轴加速度比的平方平均数在整体上衡量机床的加速度情况,降低该值可提高机床运动平稳性。采用最短距离线法在初始刀轨的各切触点处建立了刀轴偏航角和俯仰角的可行域,使光顺后的刀轨满足残高和无过切要求。实例表明:该方法可有效光顺五轴数控加工刀轨,改善机床加速度情况,提高机床运动平稳性。 展开更多
关键词 五轴数控加工 刀轨光顺 拐角过渡运动 加速度比 最短距离线法
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面向微线段高速加工的拐角曲线过渡插补算法 被引量：21
6
作者 张晓辉 于东 +2 位作者 杨东升 胡毅 韩文业 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期183-191,共9页
针对微小线段高速加工的需求,在分析现有微小线段转接过渡算法不足的基础上,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,探讨轮廓加工精度、相邻线段长度和夹角以及过渡曲线弧长和最大曲率之间的关系。并以此为基础,提出一种基于拐角曲线过渡的微小... 针对微小线段高速加工的需求,在分析现有微小线段转接过渡算法不足的基础上,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,探讨轮廓加工精度、相邻线段长度和夹角以及过渡曲线弧长和最大曲率之间的关系。并以此为基础,提出一种基于拐角曲线过渡的微小线段插补算法。该算法根据上述模型确定出相邻线段间既符合轮廓加工精度和微小线段自身长度,又满足转接处曲率连续的拐角过渡曲线,以此来提高相邻线段间的转接速度;计算出受弦高误差和机床机械特性限制的加工速度极小值点以及该点所允许的最大加工速度;通过对相邻速度极小值点间的加工速度进行自适应调整,以提高微小线段的整体加工速度。研究结果表明,该算法可有效地提高相邻微小线段间的转接速度,并大大缩短整体加工时间。该算法已成功地应用于高速雕铣机数控系统中。 展开更多
关键词 高速加工 微小线段 拐角曲线过渡 插补算法
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基于Cardinal样条曲线的自适应前瞻插补算法 被引量：3
7
作者 袁家兰 黄艳 盖荣丽 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2018年第10期1-5,共5页
数控加工中的连续微小直线段的加工,主要是通过微段间连接处的速度来制约加工速度,在满足加工精度和加速度的前提下,要尽可能提高加工速度。为了减少加速度震荡,采用Cardinal样条曲线过渡的方式,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,得出弦高... 数控加工中的连续微小直线段的加工,主要是通过微段间连接处的速度来制约加工速度,在满足加工精度和加速度的前提下,要尽可能提高加工速度。为了减少加速度震荡,采用Cardinal样条曲线过渡的方式,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,得出弦高误差、相邻线段长度和夹角以及过渡曲线弧长和最大曲率之间的关系,从而确定满足条件的拐角过渡曲线,并通过弦高误差和机床机械特性以及曲率确定所允许的最大加工速度。同时给出了一种基于S型加减速的自适应前瞻算法,从而实现了微段间速度的高速衔接。仿真结果表明,该算法能够提高相邻线段间的转接速度,实现速度和加速度的平滑过渡。 展开更多
关键词 微段间 拐角曲线过渡 Cardinal样条曲线 自适应前瞻
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