自由曲面等残留高度数控加工刀轨生成方法

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作者 王天力 刘威 +2 位作者 范吕阳 张子煜 李鹏飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第4期48-51,共4页

等残留高度数控加工刀轨的相邻行刀位点之间的残留高度值为最大允许值,实现了最大化刀轨行距、最小化刀轨总长度。针对自由曲面提出了一种三轴等残留高度刀轨生成方法:基于刀具进给方向法平面上的曲面局部轮廓和刀具圆,构建了等残留高... 等残留高度数控加工刀轨的相邻行刀位点之间的残留高度值为最大允许值,实现了最大化刀轨行距、最小化刀轨总长度。针对自由曲面提出了一种三轴等残留高度刀轨生成方法:基于刀具进给方向法平面上的曲面局部轮廓和刀具圆,构建了等残留高度点的迭代算法;提出了下一行刀位点初值的优化算法,通过自适应离散刀具与曲面相交的局部曲面、迭代计算刀位点和离散点之间最小距离的方法获取下一行等残留高度刀位点。与等间距法刀轨相比,所提出算法生成的等残留高度刀轨行数和总长度明显减少,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 自由曲面 等残留高度 数控加工 刀轨生成

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型腔高速铣削刀轨生成算法研究 被引量：16

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作者 安鲁陵 周来水 +1 位作者 庄海军 周儒荣 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第9期1202-1206,共5页

在常规的环切刀轨生成算法基础上 ,设计了型腔高速铣削加工刀轨生成算法 对刀轨的拐角进行了平滑处理 ,实现了相邻刀轨环之间的光滑曲线过渡 ,避免了刀具运动方向的急剧变化 。

关键词 型腔 高速铣削 刀轨生成算法 切削力 拐角 CAD/CAM

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实体模型的三轴数控粗加工刀轨生成算法 被引量：9

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作者 庄海军 周儒荣 +1 位作者 安鲁陵 周来水 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期81-84,共4页

提出一种适合实体模型的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法 .首先根据加工行距作一组平行于刀轴的平面 ,与模型的待加工表面求交 ,得到一系列交线 ;再根据精度规划一组垂直于刀轴的分层平面 ,与上述交线求交 ,在每一分层平面上判断加工区... 提出一种适合实体模型的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法 .首先根据加工行距作一组平行于刀轴的平面 ,与模型的待加工表面求交 ,得到一系列交线 ;再根据精度规划一组垂直于刀轴的分层平面 ,与上述交线求交 ,在每一分层平面上判断加工区域 ,规划出加工刀位轨迹 ,将每一分层平面上的刀位轨迹按适当的方式连接起来 ,就构成零件的整体加工轨迹 .该算法避免了轮廓环等距、自交处理和布尔运算等复杂的计算过程 ;同时 。 展开更多

关键词 实体模型 三轴数控粗加工 刀轨生成算法 CAD CAM 数控加工 开型腔 NURBS曲面 曲面实体造型 粗加工

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自由曲面行距自适应五轴数控加工刀轨生成方法 被引量：4

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作者 刘威 范吕阳 +2 位作者 朱淑梅 王天力 唐峰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第5期61-67,共7页

在满足残留高度的前提下,增大行距能够有效减少加工刀轨的行数,从而减少刀轨总长度。针对自由曲面平底刀五轴加工,提出了一种行距自适应的刀轨生成方法。在刀具进给方向法平面上,以椭圆等效表示平底刀切削轮廓,基于曲面局部轮廓线和等... 在满足残留高度的前提下,增大行距能够有效减少加工刀轨的行数,从而减少刀轨总长度。针对自由曲面平底刀五轴加工,提出了一种行距自适应的刀轨生成方法。在刀具进给方向法平面上,以椭圆等效表示平底刀切削轮廓,基于曲面局部轮廓线和等残留高度点的几何特征提出迭代计算等残留高度点的方法;再根据等残留高度点、切削轮廓和曲面之间的几何关系,通过迭代调整下一行切削轮廓位置计算出满足残留高度要求的下一行刀轨信息;最后以下一行和当前行刀触点之间最小的参数差值作为自适应行距值规划刀轨。以叶片曲面为例生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 行距自适应 五轴数控加工 自由曲面 刀轨生成

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离散点云等残留高度数控加工刀轨生成方法 被引量：4

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作者 周琛 刘威 +2 位作者 朱淑梅 沈缪聪 孙文鑫 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期74-78,共5页

为了最大化刀轨行间距,从而减少刀轨总长度,针对离散点云提出了一种等残留高度刀轨生成方法。提出以点云局部轮廓点集直接生成残留高度点的迭代计算方法,再根据残留高度点和点云局部点集迭代计算出下一行等残留高度刀位点,从而获得等残... 为了最大化刀轨行间距,从而减少刀轨总长度,针对离散点云提出了一种等残留高度刀轨生成方法。提出以点云局部轮廓点集直接生成残留高度点的迭代计算方法,再根据残留高度点和点云局部点集迭代计算出下一行等残留高度刀位点,从而获得等残留高度刀轨。算法无需点云等距或曲面重构,为了提高算法效率,提出了算法所需数据初值的优化计算方法。最后对典型的点云模型生成刀轨,与等行距刀轨相比,提出的算法生成的等残留高度刀轨总长度大幅减少,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 等残留高度 离散点云 数控加工 刀轨生成

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自由曲面五轴变步长数控加工刀轨生成方法 被引量：3

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作者 周琛 刘威 +2 位作者 朱淑梅 沈缪聪 孙文鑫 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期76-80,共5页

为了在满足逼近误差要求的同时最大程度减少冗余刀轨,对自由曲面提出了一种五轴变步长数控加工刀轨生成方法。首先对刀触点轨迹基于线性误差计算出初始刀触点点集,再以局部干涉调整前倾角的方式计算出无干涉刀位点和刀轴矢量;以最大非... 为了在满足逼近误差要求的同时最大程度减少冗余刀轨,对自由曲面提出了一种五轴变步长数控加工刀轨生成方法。首先对刀触点轨迹基于线性误差计算出初始刀触点点集,再以局部干涉调整前倾角的方式计算出无干涉刀位点和刀轴矢量;以最大非线性误差刀位处到刀触点轨迹的最小值作为相邻刀位点之间的逼近误差,并基于数据点自适应离散法计算逼近误差;在满足逼近误差要求的前提下,通过刀触点参数迭代增减步长的方式计算出最大步长;最后对曲面生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 自由曲面 五轴变步长数控加工 刀轨生成

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自由曲面等误差数控加工刀轨生成方法 被引量：3

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作者 王天力 刘威 +2 位作者 范吕阳 张子煜 李鹏飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第3期13-16,共4页

等误差刀轨的逼近误差等于设定的最大允许值(阈值),步长达到了理论最大,能够有效提高数控加工的进给速度和平顺性,为了对自由曲面高效地生成满足精度要求的等误差刀轨,提出以几何距离驱动刀触点调整的等弓高误差刀触点迭代搜索方法,提... 等误差刀轨的逼近误差等于设定的最大允许值(阈值),步长达到了理论最大,能够有效提高数控加工的进给速度和平顺性,为了对自由曲面高效地生成满足精度要求的等误差刀轨,提出以几何距离驱动刀触点调整的等弓高误差刀触点迭代搜索方法,提出以刀具切削包络面与刀触点轨迹线之间的最大距离作为逼近误差、采用自适应离散法进行计算的方法;然后以等弓高误差刀触点的刀位点作为初值,提出步长自适应调整迭代的等误差刀位点计算方法;最后对算例计算出等误差刀轨验证了算法的可行性,所有刀位点的逼近误差均位于指定的阈值邻域内,满足了等误差要求,与常用的步长筛选法相比,计算时间更短、刀位点更少。 展开更多

关键词 逼近误差 等误差 弓高误差 刀轨生成

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三角网格细分曲面数控加工刀轨快速生成算法 被引量：7

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作者 孙殿柱 范述鑫 +1 位作者 李延瑞 田中朝 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期218-221,共4页

提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树... 提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨。实例证明,该算法可有效提高复杂曲面模型的刀轨生成效率及精度。 展开更多

关键词 刀轨生成 三角网格曲面 R＊-树 细分曲面

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三角网格曲面高精度刀轨快速生成算法 被引量：4

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作者 孙殿柱 李心成 +1 位作者 李延瑞 刘健 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期223-226,共4页

提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格... 提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格曲面精度补偿,对网格边界曲线与刀轨截面求交获取刀位数据,对其排序生成刀轨,实例表明该算法数据适应性强,生成数控加工刀轨精度高,算法运行速度快。 展开更多

关键词 三角网格曲面 刀轨生成 曲线逼近

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点云模型再设计的刀轨重新生成技术 被引量：1

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作者 刘威 周来水 安鲁陵 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期2432-2437,共6页

逆向工程中的点云模型往往需要多次修改和试制才能满足需要,通常修改的区域都很小,若只对修改区域重新生成刀轨将大大减少计算时间,为此提出一种算法。首先识别出受修改影响的刀位点,逐行重新计算坐标,并新增刀位点使其满足加工误差,未... 逆向工程中的点云模型往往需要多次修改和试制才能满足需要,通常修改的区域都很小,若只对修改区域重新生成刀轨将大大减少计算时间,为此提出一种算法。首先识别出受修改影响的刀位点,逐行重新计算坐标,并新增刀位点使其满足加工误差,未受修改影响的刀位点继续沿用;然后计算新生成的刀位点与邻行刀轨的残留高度,若超过允许值,则新增若干行刀轨。实例验证表明,当点云修改区域所占比例较小时,与重新生成所有刀轨相比,算法耗时较少。 展开更多

关键词 逆向工程 点云 刀轨修改 刀轨生成 产品设计

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鞋楦数控加工中基于曲面离散生成刀轨的方法 被引量：2

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作者 贾庆锋 苏显渝 马小娟 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2002年第6期78-81,共4页

从基于曲面离散点的角度 ,研究了在鞋楦的数控加工中无干涉刀具轨迹生成的方法。主要处理过程如下 :1)鞋楦曲面离散点的获取 ,将曲面按精度要求离散成点 ,由这些点阵信息代替曲面信息 ;2 )刀位点的计算。对每一初始刀位点 ,检查刀具是... 从基于曲面离散点的角度 ,研究了在鞋楦的数控加工中无干涉刀具轨迹生成的方法。主要处理过程如下 :1)鞋楦曲面离散点的获取 ,将曲面按精度要求离散成点 ,由这些点阵信息代替曲面信息 ;2 )刀位点的计算。对每一初始刀位点 ,检查刀具是否与曲面的离散点产生干涉 ,若产生干涉 ,就沿刀轴方向退刀来消除干涉 ;3)对刀位路线进行规划 ,生成刀具轨迹。由试验结果可知 ,该算法精度较高 ,已用于鞋楦的数控加工。 展开更多

关键词 鞋楦 数控加工 刀位点 刀具轨迹 自由地面 曲面离散点 刀轨生成方法

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基于真实逼近误差的等误差步长法生成数控加工刀轨 被引量：2

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作者 范吕阳 刘威 +2 位作者 王天力 张子煜 李鹏飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第6期22-26,共5页

为了使数控加工刀轨的逼近误差等于设定的上限或位于设定的区间内,等误差步长法以相邻刀位点之间逼近误差驱动步长迭代调整,获得满足逼近误差要求的步长理论最大值,有效减少了冗余刀位点,提高等误差步长法生成刀轨的精度和效率,提出了... 为了使数控加工刀轨的逼近误差等于设定的上限或位于设定的区间内,等误差步长法以相邻刀位点之间逼近误差驱动步长迭代调整,获得满足逼近误差要求的步长理论最大值,有效减少了冗余刀位点,提高等误差步长法生成刀轨的精度和效率,提出了真实逼近误差计算方法,通过迭代计算刀触点轨迹线上的离散特征点到相邻刀位点间的刀具包络面距离,获得满足精度要求的真实逼近误差;提出等误差刀位点的高效率迭代算法,基于真实逼近误差与误差阈值的几何关系计算步长增量,以此迭代调整刀位点,进而获得满足等误差要求的刀位点。最后以典型自由曲面为例生成刀轨,验证了提出的等误差步长法的可行性和高效性。 展开更多

关键词 逼近误差 等误差步长法 刀轨生成

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基于特征的快速编程技术在飞机蒙皮工件中的应用 被引量：7

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作者 胡敏 向兵飞 +2 位作者 李迎光 徐明 祝小军 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第1期148-152,共5页

蒙皮镜像顶撑铣削制造技术实现了飞机蒙皮的精确绿色制造,但其特殊的加工工艺对刀具轨迹提出了等步距、无交叉、无抬刀等特殊要求,在满足特殊的刀具轨迹条件下实现复杂蒙皮结构的快速编程是一个难题。为采用基于蒙皮特征的快速编程技术... 蒙皮镜像顶撑铣削制造技术实现了飞机蒙皮的精确绿色制造,但其特殊的加工工艺对刀具轨迹提出了等步距、无交叉、无抬刀等特殊要求,在满足特殊的刀具轨迹条件下实现复杂蒙皮结构的快速编程是一个难题。为采用基于蒙皮特征的快速编程技术解决以上难题,重点对蒙皮特征加工定义、特征识别和刀轨生成技术进行研究。以具有典型特征的蒙皮工件对基于特征的蒙皮快速编程系统进行验证,结果表明,采用快速编程系统能实现蒙皮特征的自动识别和刀具轨迹的自动生成,提高了大型蒙皮工件的编程效率,并已在航空制造企业得到成功应用。 展开更多

关键词 蒙皮 特征识别 刀轨生成 数控编程

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基于4+2轴机床的叶轮加工技术 被引量：5

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作者 石一琨 朱燏 陈志同 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2127-2134,共8页

为扩展4轴机床的加工能力,使4轴机床具有使用鼓形刀具加工叶轮类零件的能力,将4轴机床扩展至4+2轴机床。从机构学角度对4+2轴机床进行运动学分析,证明了4+2轴加工方法的刀具姿态具有一个可优化的角度。根据机床运动链模型,推导了机床半... 为扩展4轴机床的加工能力,使4轴机床具有使用鼓形刀具加工叶轮类零件的能力,将4轴机床扩展至4+2轴机床。从机构学角度对4+2轴机床进行运动学分析,证明了4+2轴加工方法的刀具姿态具有一个可优化的角度。根据机床运动链模型,推导了机床半联动轴参数与刀具姿态角度、联动轴运动参数之间的运动变换关系,得到了求解切触点处刀位信息的方法。根据对复杂曲面的几何分析、刀具干涉和机床运动范围,给出了一种4+2轴加工叶片的2个半联动轴参数选择方法。推导了4+2轴加工方法的刀轨生成算法。通过4+2轴叶轮加工实验,验证了4+2轴加工方法的可行性。实验结果表明,4+2轴加工方法生成的刀轨可用,使用4+2轴加工方法加工叶轮叶片的方案是可行的,具有生产应用价值。 展开更多

关键词 4+2轴机床 半联动轴 刀轴矢量 可达锥面 刀轨生成 叶轮加工

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飞机结构件平顶筋顶面骨架分区计算方法 被引量：1

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作者 郑祖杰 周敏 +1 位作者 郑国磊 朱俊标 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期2407-2413,共7页

为了提高飞机结构件复杂平顶筋的数控加工编程效率与质量,提出基于分治思想的平面域骨架分区计算方法,利用骨架生成飞机结构件平顶筋数控加工刀轨,以解决飞机结构件中平顶筋数控编程效率低且质量不稳定等问题。首先基于分治思想给出由... 为了提高飞机结构件复杂平顶筋的数控加工编程效率与质量,提出基于分治思想的平面域骨架分区计算方法,利用骨架生成飞机结构件平顶筋数控加工刀轨,以解决飞机结构件中平顶筋数控编程效率低且质量不稳定等问题。首先基于分治思想给出由完整平面域、分支子区域和单元区域构成的层次模型;然后依据层次模型对平面域进行分区,逐步跟踪迭代求解单元区域内的单元骨架,通过单元骨架拼接得到完整平面域的骨架;最后利用骨架生成飞机结构件平顶筋数控加工刀轨。通过实例测试结果验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 飞机结构件 平顶筋 分治思想 骨架计算 刀轨生成 数控加工

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CAD/CAM技术在零件加工中的应用 被引量：3

16

作者 熊娟 谭啸 《中国测试》 CAS 北大核心 2013年第S2期8-10,14,共4页

为研究和推广CAD/CAM技术在加工中的应用,依据CAD/CAM技术基本原理,分析CAD/CAM对机床数控系统的插补功能、刀具补偿功能等的影响,以底座零件加工为例,通过对底座零件的建模和加工过程的详细描述,阐述CAD/CAM技术在零件加工中的应用过程... 为研究和推广CAD/CAM技术在加工中的应用,依据CAD/CAM技术基本原理,分析CAD/CAM对机床数控系统的插补功能、刀具补偿功能等的影响,以底座零件加工为例,通过对底座零件的建模和加工过程的详细描述,阐述CAD/CAM技术在零件加工中的应用过程,说明CAD/CAM技术在零件设计和制造中的先进性和优越性。 展开更多

关键词 CAD/CAM技术 建模 加工 生成刀轨 数控 编程

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