基于管管相贯的五轴插补算法的研究

针对目前等离子数控切割机进行管管相贯坡口切割过程中,管端相贯数学模型有局限性、插补算法尚不完善等问题,文章通过对各类管管相贯进行分析,提出统一的坡口相贯线数学模型,在该模型的基础上,提出变步长相贯线的五轴插补算法,最后在切割运动方案的基础上,完成机床逆解的理论计算。仿真结果显示,该算法在保证切割效率的前提下,实现了加减速控制,保证加工稳定性,提高切割加工精度。     

圆弧插补的半点最小偏差法

在数控轮廓加工中,圆弧插补被广泛的运用。针对圆弧插补算法的精度与效率问题,对比最小偏差用于圆弧插补时,存在着插补算法程序复杂且执行速度不高的缺点,提出使用半点最小偏差法来实现圆弧的插补,并讨论了四象限圆弧插补的统一编程问题,该算法简单,插补精度高,明显地提高了插补的效率。     

新型非圆轴数控加工系统的设计与实现

提出了一种新型的非圆轴数控加工系统,用于横截面为非圆形状的轴类零件加工。在由凸轮驱动机械式微进给机构的基础上,利用仿射变换构建了一种新型的极坐标插补算法,可实现任意非圆轴的加工成形。与其他同类系统相比,该系统具有切削力大、精度高、柔性好等优点。     

四轴机器人控制系统设计

针对四轴机器人运动控制问题,设计开发了一套基于雷赛运动控制器和触摸屏的具有人机交互功能的四轴机器人运动控制 系统。首先采用改良D H法建立了机器人的运动学模型,并对机器人进行运动学分析,求得了机器人的正逆运动学的解。然后分析划分了机器人控制系统的功能 ,在运动控制器上开发了相应的参数设置模块、状态监测模块、文件管理模块和运动控制模块,并在触摸屏上设计了人机交互界面。最后通过分析机器人在空间 的直线运动,设计了机器人直线插补算法,并在运动控制器上开发了相应的插补运动模块。经实验验证,控制系统能够有效地对四轴机器人进行运动控制,且运 动过程平稳可靠。控制系统解决了四轴机器人的运动控制问题。     

五维插补四联动经济型数控铣床

主研人员:黄大贵崔建新叶成兰杨柳游开俊五维插补四联动数控铣床是由国产普通铣床改造的属于经济型的数控机床。具有五维四联动功能和双直线、圆弧与抛物线综合插补控制功能,能加工各种扭曲抛物面的整体透平叶轮等复杂零件,对于加工透平膨胀机和其增压机的叶轮具有针对性、实用性、先进性。用本数控铣床制造出具有扭曲抛物面成型的整体径向透平叶轮的加工精度,经座标测量机测量达到     

直线元成型复杂曲面的五坐标CNC加工技术

论述了通用直线元素成型的复杂曲面的计算机数字控制加工技术，尤其是叶轮叶片的多坐标联动的铣削原理，多种曲线综合插补控制功能对通样条用直线元成型的整体透平叶轮数控加工技术。所采用的是一种线接触包络成型复杂曲面方法，这是针对各种雕塑曲面零件五坐标数控加工提出的一种有效方法。     

基于MATLAB的汽车塑料内饰件打磨路径规划仿真

为提高汽车塑料内饰件的打磨效率，注塑厂引入工业机器人打磨工作站来替代人工作业。课题组根据汽车塑料内饰件的特性，将工业机器人的打磨路径分解成若干段直线路径和曲线路径，利用课题组设计的空间直线插补与空间曲线插补相结合的插补算法，通过MATLAB平台及Robotic Toolbox工具箱进行路径插补运算和仿真。结果表明：工作站打磨运动耗时约为79 s，与人工打磨耗时约120 s相比，打磨效率提升约34%。课题组设计的插补算法能够显著地提高打磨作业效率。     

基于FIR滤波的拐角精确插补算法

刀具轨迹一般是由一系列直线（G01）或圆弧(G02)组成，为了实现路径之间的平滑转接和精确过渡，课题组提出了基于有限脉冲响应（FIR）的连续拐角精确插补算法。该算法利用FIR滤波器对速度脉冲进行滤波，生成刀具的拐角轨迹，通过调节滤波器重叠时间，精确控制拐角轮廓误差，利用过滤后脉冲生成加速度曲线的频谱，加速度曲线可以避免不必要的残余振动。通过实验与传统点对点（p2p）插补算法进行对比，课题组提出的算法加工时间减少了14.6%，加工效率明显提高。     

三自由度机械臂增材制造装置及控制系统设计

针对传统增材制造装置结构单一和打印空间有限的问题,开发了一种三自由度机械臂熔融沉积式增材制造装置。对该装置进行三维建模,其主要包含1个转动关节和2个移动关节,采用θ、ρ和z作为该装置旋转运动、水平运动和垂直运动的参量,基于圆柱坐标系进行运动建模和运动分析。选用倍福控制器C6920作为三自由度机械臂熔融沉积增材制造装置的控制系统,基于TwinCAT软件进行人机交互界面的开发,采用G代码编写各轴的联动程序,将传统的基于笛卡儿直角坐标系的直线插补转化为基于圆柱坐标系下的插补运算。最后,在三自由度机械臂熔融沉积式增材制造样机上进行了零件打印实验。与传统台式熔融沉积式增材制造装置相比,打印零件在尺寸精度和表面质量方面显著提高。     

基于RTX的参数化插补算法的仿真研究

在数控机床高速加工过程中,常规采用的增量式递推算法采样插补技术由于后一步的计算都是建立在前一步结果的基础上,容易产生误差累积效应。为了解决这一问题,笔者提出了参数化插补算法,并建立了参数化插补轨迹模型,基于自动加减速控制原理,自主开发设计了Windows XP SP3 + RTX实时扩展数控系统软件平台,通过平台进行仿真实验。结果表明提出的参数化插补算法能有效解决累积误差的问题,同时能够很好地减小弓高误差。     

改进离散人工蜂群算法规划异形满版服饰图案切割路径

服饰图案切割路径规划是服饰图案自动切割技术的关键部分之一。文中用改进的离散人工蜂群算法实现了激 光切割系统对异形满版服饰图案的切割工艺路径规划优化。首先,把满版服饰图案激光切割路径规划转化为广义旅行 商问题求解,证明了路径规划转化成普通TSP问题比转化成第一类广义TSP问题更为有效,并给出了路径规划中“图案 始切割点”的优化选择方法。然后结合部分匹配交叉和启发式变异搜索方法的人工蜂群算法求解TSP问题,证明了与 A*算法及遗传算法相比,该方法更为优越。并且该方法已应用于激光切割机切割异形满版服饰图案路径规划的生产实 践,运行可靠,比未规划时的工艺路线平均提高效率33.7%。该方法提供了一种解决TSP问题的新方法,具有一定的理 论意义和价值     

基于螺旋线铣削的螺旋面粗加工数控编程方法

在螺旋曲面的数控粗加工中 ,采用一般的编程方法得到的刀具路径在实际应用中存在加工时间长、效率低、对刀具要求高等缺点。基于螺旋线数控铣削的螺旋曲面粗加工的方法可大大提高加工效率 ,减少刀具磨损 ,降低加工成本。     

基于激光扫描的人脸软组织三维重建研究

提出了基于激光扫描技术进行人脸软组织三维重建的方法.首先采用激光扫描系统对人脸进行扫描,然后利用采集的点云数据,通过计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)中的反求工程方法,建立面部三维曲面模型.通过重建的模型与原始点云数据进行比较分析可知,面部轮廓的反求精度可达0.30～0.02 mm.利用本文所提出的面部软组织重建方法,可以为颌面外科与面部正畸研究提供三维研究模型.     

立体构成课程教学创新研究

对立体构成教学与专业课程衔接进行了研究,从环境艺术设计、包装艺术设计、服装与鞋类艺术设计三个专业的立体构成课程教学进行探索,指出环境艺术设计立体构成教学应侧重空间的分割与过渡、几何形体的塑造、物体与环境关系的研究;包装艺术设计立体构成教学应侧重纸的折曲、切割造型研究;服装与鞋类艺术设计立体构成教学应侧重面材的折曲、切割及柱式的造型研究。     

曲线数控加工的一种新方法

根据生物遗传算法，提出了一种新的曲线数控加工插补算法，该方法以最大程度地减少程序段的数目为目标，采用直线，圆弧段混合逼近曲线的方法，大大减少了数控程序编制量，为生成高质量的数控加工程序提供了新方法。     

复杂桁架结构管端实际切割角优化算法

针对管一管复杂管桁架结构中管端焊接装配面实际切割角易发生突变而影响正常装配这一问题,分析了其形成 原因以及对数控管切割机的影响。在易于加工且不影响焊接装配的前提下,运用多项式插值的方法,对实际切割角突变 弧段进行了优化,使管端焊接装配面平滑,易于加工。最后结合实例算法与仿真,通过分析其弧长一实际切割角曲线以及 对比优化前后焊接装配面实际切割角三维模型效果,验证了该优化算法的可靠性。为数控管件切割方式的改进提出了 一种新思路。     

一种特殊耦合振子的运动分析

本文在一维弹簧振子的基础上，对耦合振子的纵向运动一种比较简单的情况进行分析，得出了适用于求解一般二自由度振动系统简正频率的方法     

基于正交试验法研究乳化炸药螺杆泵螺杆加工三要素

针对主轴转速、进给速度、背吃刀量切削三要素不同值影响螺杆表面粗糙度规律,剖析传统的依靠人工经验选择三要素存在人为缺陷及遗传算法优化选择三要素需大而全的数据库难以实现的现状,探讨一种科学简单、易于实现的正交试验法应用于筛选三要素的优化组合,通过设计3因素3水平试验并对数据进行数理统计分析计算,得出三要素中背吃刀量对螺杆表面质量影响最显著,主轴转速对其影响非显著的结论,研究出的三要素最优值组合能确保螺杆加工表面质量、提高工效,对实际生产具有一定的指导意义。