轮毂毛刺机器人打磨刀路规划与工具姿态优化

1

作者 郭万金 孙浩 +3 位作者 利乾辉 田玉祥 曹雏清 赵立军 《中国机械工程》 北大核心 2025年第6期1222-1237,共16页

为解决机器人在打磨去除轮毂窗口边缘毛刺时存在刀位点稀疏或冗余与分布不均、作业工具姿态获取困难和变化剧烈等问题,提出一种含有刀位点规划和工具姿态获取与优化的轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法。采用NURBS曲线形态特征参数描... 为解决机器人在打磨去除轮毂窗口边缘毛刺时存在刀位点稀疏或冗余与分布不均、作业工具姿态获取困难和变化剧烈等问题,提出一种含有刀位点规划和工具姿态获取与优化的轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法。采用NURBS曲线形态特征参数描述轮毂窗口边缘曲线,开展轮毂窗口边缘机器人刀位点规划;提出一种考虑轮毂点云和窗口表面特征的轮毂窗口内侧面法向量获取方法,并建立刀位点处局部坐标系,描述机器人工具姿态;建立机器人末端工具姿态优化模型并优化求解,获得连续平滑的轮毂窗口机器人末端工具姿态;开展轮毂窗口边缘毛刺机器人打磨实验,验证所提轮毂窗口毛刺机器人打磨路径规划方法的有效性。结果表明,在轮毂窗口毛刺打磨去除过程中,机器人关节角曲线较平滑,机器人可以精准到达所规划的刀位点且其末端工具较好地接触窗口边缘并保持适宜的加工姿态;经毛刺打磨后的不同轮毂窗口边缘倒角最大不超过1.50 mm,多处不同位置倒角测量的最大平均值为0.64 mm,均在工艺规范规定范围内。 展开更多

关键词 机器人打磨 刀路规划 刀位点规划 工具姿态优化 轮毂窗口

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曲面数控加工中面向NURBS刀具路径生成的刀位点分段算法 被引量：6

2

作者 肖钊 杨旭静 王伏林 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1561-1566,共6页

曲面数控加工中,NURBS刀具路径生成技术需要在大量有序刀位点中提取适合于NURBS刀具路径表示的刀位点段,刀位点的分段质量是决定NURBS刀具路径生成的前提.通过分析NURBS刀具路径的特点,对由刀位点表示的刀具路径之间的连接方式和边界点... 曲面数控加工中,NURBS刀具路径生成技术需要在大量有序刀位点中提取适合于NURBS刀具路径表示的刀位点段,刀位点的分段质量是决定NURBS刀具路径生成的前提.通过分析NURBS刀具路径的特点,对由刀位点表示的刀具路径之间的连接方式和边界点进行分类,提出通过层次聚类法将刀具路径进行分段的算法.在此基础上,通过判断连接点的类型来提取合适的刀位点段以进行NURBS刀具路径的生成.实例结果表明,该算法分段可靠、快捷,对不同曲线曲面轮廓刀具轨迹点进行分段的适应性强,分段结果可以满足NURBS刀具路径的生成. 展开更多

关键词 刀具路径 层次聚类法 刀位点 分段 NURBS

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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

3

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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基于散乱数据点的数控加工刀位直接生成 被引量：8

4

作者 曹利新 祁少华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1101-1104,共4页

研究了测量得到的散乱数据点在平面上投影点的边界轮廓提取算法;以抬刀次数最少为优化目标,通过引入计算几何中单调链的概念,确定了最佳的行切加工方向和最少单调链数;给出了在平面区域内行切法加工的刀位计算与Z字形刀位连接方法,该方... 研究了测量得到的散乱数据点在平面上投影点的边界轮廓提取算法;以抬刀次数最少为优化目标,通过引入计算几何中单调链的概念,确定了最佳的行切加工方向和最少单调链数;给出了在平面区域内行切法加工的刀位计算与Z字形刀位连接方法,该方法适用于模具型腔的刀位规划;针对圆环刀、球头刀和平头刀,提出了不发生干涉的曲面三轴加工刀位计算方法,可基于散乱点测量数据直接生成数控加工刀位,此刀位计算方法也可用于模具型腔的修复。最后,通过数值仿真验证了算法的可行性。 展开更多

关键词 散乱点 边界曲线 刀具路径规划 刀位生成

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三角Bézier曲面数控加工刀轨生成算法研究 被引量：4

5

作者 孙殿柱 崔传辉 +1 位作者 李延瑞 刘健 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1185-1189,共5页

针对目前三角Bezier曲面数控加工刀轨生成效率与精度较低且难以有效解决刀轨干涉等问题，提出了一种基于三角Bezier曲面的数控加工刀轨快速生成算法，该算法依据三角Bezier曲面模型的型面特征规划刀位驱动点，基于三角Bezier曲面的动态... 针对目前三角Bezier曲面数控加工刀轨生成效率与精度较低且难以有效解决刀轨干涉等问题，提出了一种基于三角Bezier曲面的数控加工刀轨快速生成算法，该算法依据三角Bezier曲面模型的型面特征规划刀位驱动点，基于三角Bezier曲面的动态索引获取瞬时加工区域，迭代求解瞬时加工区域中各三角Bezier曲面片对应刀位点，取其中在刀轴方向上投影位置最高的作为当前刀位点，检测相邻刀位点间的极限加工误差并采用二分插值法控制刀轨精度，最终生成满足精度要求的数控加工刀轨。实验证明该算法可快速精确刀轨生成复杂三角Bezier曲面的数控加工刀轨。 展开更多

关键词 三角BEZIER曲面 刀位驱动点 动态索引 瞬时加工区域 数控加工刀轨

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基于三角Bézier曲面平刀环切粗加工刀轨生成算法 被引量：5

6

作者 孙殿柱 王超 +1 位作者 刘华东 李延瑞 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2191-2195,共5页

为实现基于三角Bézier曲面造型技术的产品逆向设计与制造,提出一种针对三角Bézier曲面模型的平头刀环切粗加工刀轨生成算法,该算法通过优化R*树的构建过程,建立了三角Bézier曲面模型的动态索引,基于该索引快速获取瞬时... 为实现基于三角Bézier曲面造型技术的产品逆向设计与制造,提出一种针对三角Bézier曲面模型的平头刀环切粗加工刀轨生成算法,该算法通过优化R*树的构建过程,建立了三角Bézier曲面模型的动态索引,基于该索引快速获取瞬时加工区域三角Bézier曲面片,进而采用刀具表面离散的方法迭代计算无干涉刀位点,并建立了三角Bézier曲面的Z向包络面,采用R*树组织Z向包络面的拓扑近邻关系。将切削平面与Z向包络面求交获取截面轮廓环,并由它们之间的包含关系确定切削区域,进而获取环切粗加工刀轨。通过实例证明了该算法可对复杂三角Bézier曲面生成平刀无干涉环切粗加工刀轨。 展开更多

关键词 三角BÉZIER曲面 R＊树 Z向包络面 环切粗加工刀轨 无干涉刀位点

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剃齿刀精确修形技术 被引量：2

7

作者 蔡安江 郭师虹 +1 位作者 董朝阳 杨选文 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第3期296-299,305,共5页

针对标准渐开线剃齿刀剃出的齿轮会产生"齿形中凹"这一工艺难题,提出一种剃齿刀精确修形方法.对端面啮合角及剃齿刀实际修形位置曲率起始点的计算进行了研究,推导出剃齿刀修形位置计算公式,形成了剃齿刀精确修形技术.生产实... 针对标准渐开线剃齿刀剃出的齿轮会产生"齿形中凹"这一工艺难题,提出一种剃齿刀精确修形方法.对端面啮合角及剃齿刀实际修形位置曲率起始点的计算进行了研究,推导出剃齿刀修形位置计算公式,形成了剃齿刀精确修形技术.生产实践表明,该技术克服了现有剃齿刀修形技术的不足,通过计算能够较准确地确定剃齿刀修形的具体位置,不仅有效地消除了剃齿"齿形中凹"现象,而且提高了剃齿加工齿形的精度和被剃齿轮的传动质量,较好地满足了各领域齿轮传动技术的发展要求. 展开更多

关键词 剃齿 齿形中凹 剃齿刀 精确修形 啮合点 啮合角 曲率值 修形位置

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三角网格模型多轴数控雕刻刀轨生成算法 被引量：1

8

作者 孙殿柱 崔传辉 +1 位作者 李延瑞 康新才 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第4期416-422,共7页

提出一种基于三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨生成算法,用于解决三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨的生成效率低、存在刀轨干涉等问题.该算法采用R*S树动态空间索引结构组织三角面片的拓扑近邻关系,并依据三角网格模型的型面特征规划刀位... 提出一种基于三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨生成算法,用于解决三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨的生成效率低、存在刀轨干涉等问题.该算法采用R*S树动态空间索引结构组织三角面片的拓扑近邻关系,并依据三角网格模型的型面特征规划刀位驱动点,获取各驱动点的瞬时加工区域;根据刀具与瞬时加工区域中各三角面片的相切关系采用面相切、边相切或顶点相切刀位计算方法获取相应无干涉刀位点;检测相邻刀位点间的极限加工误差并采用二分插值法实现刀轨的精度控制,最终生成满足精度要求的无干涉多轴数控雕刻刀轨.实例证明:该算法可生成复杂三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨,刀轨生成精度高、运行速度快,可有效避免干涉. 展开更多

关键词 三角网格 数控雕刻刀轨 动态索引 刀位点计算 二分插值法

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圆柱直齿轮铣削加工无干涉刀具路径规划 被引量：2

9

作者 王振宇 张荣闯 于天彪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期988-995,共8页

针对圆柱直齿轮的多轴铣削精加工,提出一种无干涉刀具路径规划方法.首先,建立齿轮包络铣削运动模型,准确描述铣刀和工件之间的运动关系;其次,在齿轮齿廓精确模型描述的基础上,通过残留高度曲线与刀具圆弧的求交,计算出残留高度点;根据... 针对圆柱直齿轮的多轴铣削精加工,提出一种无干涉刀具路径规划方法.首先,建立齿轮包络铣削运动模型,准确描述铣刀和工件之间的运动关系;其次,在齿轮齿廓精确模型描述的基础上,通过残留高度曲线与刀具圆弧的求交,计算出残留高度点;根据残留高度点到刀具圆弧中心之间的距离等于刀具半径,计算出刀具路径曲线上的下一刀位点;依次递推计算出等残留高度进给下的所有刀位点;再次,以等残留高度刀位点计算结果为基础,残留高度约束下,计算出等弧长进给和等径向进给的刀位点;然后,通过距离法判断刀具与工件是否存在全局干涉,给出刀具不同刀位点对应的刀偏角,局部干涉通过调整刀具半径来避免;最后,通过仿真计算实例验证所提出方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 齿轮铣削 无干涉 等残留高度 刀位点 刀具路径规划

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STL模型加工轨迹生成研究及发展方向 被引量：1

10

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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一种加工假肢接受腔阳模刀位点算法的实现 被引量：1

11

作者 郭宏 李晓豁 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第z1期200-202,共3页

针对在传统的假肢接受腔制作中,残肢形状信息易丢失或扭曲、配制的重复性差、存在测量误差等缺点,把计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)引入了假肢接受腔的制作过程,建立了假肢接受腔制作系统。此系统采用三轴联动方式,高速铣削... 针对在传统的假肢接受腔制作中,残肢形状信息易丢失或扭曲、配制的重复性差、存在测量误差等缺点,把计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)引入了假肢接受腔的制作过程,建立了假肢接受腔制作系统。此系统采用三轴联动方式,高速铣削接受腔阳模,进而制作接受腔,并提出了一种加工假肢接受腔阳模刀位点的新算法,通过试验验证,此算法能够满足加工接受腔的要求。 展开更多

关键词 假肢接受腔 阳模 刀位点 CAD/CAM

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数控加工假肢接受腔阳模刀位点算法的研究

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作者 李晓豁 郭宏 +1 位作者 胡磊 王田苗 《机床与液压》 北大核心 2006年第3期16-17,共2页

对加工假肢接受腔阳模刀位点的不同算法进行研究,并进行了试验验证,最后找出满足加工精度要求的刀位点算法,提高了接受腔阳模的加工质量。

关键词 假肢接受腔 刀位点 计算机辅助制造

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基于四点偏置法的非可展直纹面侧铣刀位计算 被引量：9

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作者 严涛 刘志兵 +1 位作者 王西彬 樊勇 《图学学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期840-845,共6页

针对非可展直纹面五轴侧铣加工的问题,分析了非可展直纹面几何特点,根据等距映射下的极差不变性,提出了一种计算非可展直纹面叶片五轴侧铣刀位数据的新方法。以刀具包络面与设计曲面之间的整体误差为优化目标,建立了圆柱铣刀侧铣非可展... 针对非可展直纹面五轴侧铣加工的问题,分析了非可展直纹面几何特点,根据等距映射下的极差不变性,提出了一种计算非可展直纹面叶片五轴侧铣刀位数据的新方法。以刀具包络面与设计曲面之间的整体误差为优化目标,建立了圆柱铣刀侧铣非可展直纹面的刀位计算方法,运用四点偏置法确定初始刀位,采用最小二乘法对初始刀位进行优化,建立刀轴矢量偏转模型进一步修正刀位以减小过切误差。通过实例计算分析,表明该方法可以在一定程度上减小加工误差。 展开更多

关键词 非可展直纹面 五轴侧铣 四点偏置法 刀位计算

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螺旋锥齿轮点接触齿面生成法 被引量：3

14

作者 沈小星 周云飞 +1 位作者 李左章 周艳红 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期796-798,共3页

提出一种能直接生成点接触、满足啮合配对要求的齿面方法，该方法利用齿面接触分析设计齿面，为齿轮ＮＣ加工运动计算提供新的途径。

关键词 螺旋锥齿轮 点接触齿面 数控加工

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基于VERICUT的变螺距螺杆多轴数控加工仿真研究 被引量：5

15

作者 董朋莎 孙会来 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第7期112-115,共4页

针对变螺距螺杆在多轴机床上加工难度大、加工过程复杂的问题,研究了变螺距螺旋线的直接插补算法,并根据刀具加工螺杆时的空间几何关系对刀具刀位点进行求解,得到了设计数控加工程序所需要的全部信息;通过定制变螺距螺杆在VERICUT软件... 针对变螺距螺杆在多轴机床上加工难度大、加工过程复杂的问题,研究了变螺距螺旋线的直接插补算法,并根据刀具加工螺杆时的空间几何关系对刀具刀位点进行求解,得到了设计数控加工程序所需要的全部信息;通过定制变螺距螺杆在VERICUT软件中的加工仿真环境,实现了螺杆的加工仿真过程。该仿真可以在保证刀具轨迹的正确性的前提下,有效的避免干涉和碰撞,可以代替零件在实际加工中的试切过程,提高螺杆加工的效率和安全性,为变螺距螺杆的多轴数控加工提供了参考。 展开更多

关键词 变螺距螺杆 5轴加工中心 刀位点 加工仿真

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五轴联动机床运动轴位置信息高频率高精度实时采集 被引量：1

16

作者 程英豪 李迎光 +2 位作者 郝小忠 刘长青 张博文 《航空制造技术》 2019年第1期87-94,共8页

高频率高精度的机床运动轴位置信息可用于精确地拟合出机床的加工轨迹,是机床动态误差监测、动态加工精度评估的基础。针对加工过程中机床运动轴位置信息高频率、高精度采集的难题,提出一种五轴联动机床运动轴位置信息高频率高精度实时... 高频率高精度的机床运动轴位置信息可用于精确地拟合出机床的加工轨迹,是机床动态误差监测、动态加工精度评估的基础。针对加工过程中机床运动轴位置信息高频率、高精度采集的难题,提出一种五轴联动机床运动轴位置信息高频率高精度实时采集方法。基于机床伺服系统位置环信号采集与分析获取高频原始位置信息,将高频原始位置信息转换为坐标值后进行线性误差补偿和考虑回转误差的齐次运动学变换,最终得到工件坐标系下刀位点坐标形式的高频率、高精度的机床运动轴位置信息。在一台配置西门子840Dsl系统的DMU 80P五轴数控机床上对采集方法进行验证,试验结果表明五轴同步采集频率达到1kHz;相对于机床静态定位精度,线性轴采集精度达到±2μm,旋转轴采集精度达到±0.0025°。 展开更多

关键词 五轴联动机床 高频率 高精度 位置环信号采集 刀位点坐标 加工轨迹

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