收藏本站
《天津大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

数控系统参数曲线、曲面插补算法及加减速控制研究

张志强  
【摘要】: 数控技术是支持现代装备制造业的关键性技术,决定着制造装备的功能和性能。其中,参数曲线、参数曲面插补是现代数控系统的标志性功能。作为数控技术的核心,插补技术尤其是参数曲线、参数曲面插补及加减速控制算法的运算精度和速度对现代数控系统性能优劣起着决定性作用。本文就这两方面问题进行深入的理论和应用研究。 以一、二阶泰勒展开式参数曲线插补算法和平面参数曲线插补算法研究为基础,提出引入误差补偿值的复杂空间参数曲线高精度插补算法以实现空间曲线的高精度插补。通过引入误差补偿值以提高参数曲线插补点的求解精度,在求解过程中对误差补偿值进行合理简化以降低插补计算量。Nurbs曲线仿真实例证明在满足实时性的前提下,该算法所计算的插补点参数值误差精度有明显提高。 在对参数线法加工曲面研究的基础上,提出引入误差补偿值的两类参数曲面高精度刀轨规划算法以实现对缓变参数曲面和平移扫描曲面的高精度插补。通过引入误差补偿值以提高参数曲面在走刀方向上插补点的计算精度,针对缓变参数曲面曲率缓变和平移扫描曲面扫描轮廓沿扫描线平行的特点在运算过程中对插补点参数值的计算结果进行合理简化。参数曲面仿真实例证明在满足实时性的前提下,由该算法所计算的插补点参数值误差明显降低。 以等残余高度刀具轨迹规划算法为基础,提出带有误差补偿值的复杂参数曲面高精度刀轨误差补偿算法以实现复杂参数曲面的高精度插补。通过引入误差补偿值以提高复杂参数曲面插补点求解精度,针对复杂参数曲面数控加工特点合理简化求解结果以降低插补运算量。复杂参数曲面仿真实例表明,该算法可在满足系统实时性的前提下,显著提高复杂参数曲面插补点参数值的计算精度。 在对三角函数加减速控制算法研究的基础上,提出改进的三角函数加减速控制算法。利用加减速位移曲线函数的表达式保证位移、速度、加速度、加加速度曲线的连续性。算法性能分析表明改进的三角函数加减速控制算法在保证三角函数算法优点的基础上,有效解决了三角函数加减速算法运算复杂的问题,使零件的加工精度、工效提高,机床加工运行的平稳性得到有效保证。 根据上述算法在八轴五联动数控系统开发中引入参数曲线、参数曲面插补算法及改进的三角函数加减速控制算法模块,可对数控系统的参数曲线、参数曲面的高速、高精加工形成有力支持。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TG659

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郝永江;复杂参数曲线曲面加工控制与状态监测技术研究[D];天津大学;2011年
2 乔志峰;适用于复杂形面加工的多轴运动控制系统设计理论与方法研究[D];天津大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郝钢,韩秋实,孙志永;基于PMAC的开放式数控系统性能的研究[J];北京机械工业学院学报;2003年02期
2 吴义荣,林雨;我国数控技术与产业的现状、发展趋势及对策[J];锻压装备与制造技术;2005年02期
3 周正干,王美清,李和平,邬学礼,崔在成;高速加工的核心技术和方法[J];航空制造技术;2000年03期
4 陈新亚;;数控机床及加工中的新技术[J];河南机电高等专科学校学报;2006年02期
5 汪向众,王丽亚,姜光华;批量生产条件下机加工工艺的编制与优化[J];机车车辆工艺;2005年04期
6 文立伟,路华,王永章,付云忠;基于开放式控制器的六轴数控系统的研究与开发[J];机床与液压;2003年03期
7 王世寰,王永章,付云忠;开放式软CNC发展趋势及其体系结构的研究[J];机床与液压;2004年02期
8 白建华,刘恒娟,范剑;基于PMAC运动控制器的开放式数控系统[J];机电工程;2004年04期
9 王小彬,王太勇,李宏伟,汪文津,李鹏,范胜波;经济型数控系统角度逼近圆弧插补算法[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2004年01期
10 蔺宏伟,王国瑾;光滑曲面上的G~1插值曲线[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐明利;;基于双圆弧逼近的插补技术研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年06期
2 潘存强,王从鹤,程先华,罗立凤,刘玉文;数控技术的新发展——开放式数控系统[J];宝钢技术;2002年04期
3 周学平;王丛岭;张军兆;;某型空中加油机加油吊舱涡轮驱动电机性能研究[J];兵工自动化;2011年04期
4 周建来;张南乔;石延平;;基于数控系统的车刀刀尖补偿半径逆向测量[J];兵工学报;2008年08期
5 张安平;陈国平;裴锦华;;基于直线直流电机的无人机发射技术研究[J];兵工学报;2010年02期
6 张虹,马朝臣,乔念东,杨长茂;压气机整体叶轮模具CAD/CAM技术研究与实现[J];北京理工大学学报;2001年04期
7 杜巍;肖军;文立伟;李勇;吴海桥;;新型纤维缠绕张力控制系统研究[J];玻璃钢/复合材料;2006年04期
8 郭建华;鲍卫宁;尹宾;;无模型控制方法在异步电动机控制中的仿真研究[J];变频器世界;2012年02期
9 王晓光;变螺距螺杆的通用机床加工[J];包装与食品机械;2001年03期
10 陈云;;数控高速加工技术综述[J];成才之路;2009年36期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩江;夏链;余道祥;王治森;;现代数控装备关键技术及发展趋势[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 袁真富;;专利默示许可制度研究[A];专利法研究(2010)[C];2011年
3 金尚泰;侯忠生;王卫红;;无模型自适应控制方法在永磁直线电机控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 曹荣敏;周惠兴;陈现敏;文华强;;基于永磁直线电机的倒立摆创新实验平台设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
5 姚兵兵;;专利权人恶意利用不当专利诉讼问题实证研究——兼评《专利法》第三次修改的部分条款[A];专利法研究(2008)[C];2009年
6 周祖德;刘泉;龙毅宏;李方敏;;嵌入式技术与数字制造[A];全国先进制造技术高层论坛暨制造业自动化、信息化技术研讨会论文集[C];2005年
7 程星;雷丽;覃飞妮;;贵州省息烽县阳朗排洪工程水量效应分析——以鱼简河水库至底寨为例[A];现代地理科学与贵州社会经济[C];2009年
8 杨侠;喻九阳;黄志强;;激光采样仿形方法在加工自动化中的应用[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
9 钟汉桥;唐晓腾;叶仲和;;曲率半径误差最小的曲线拟合优化方法[A];第十一届全国机构学年会暨首届青年机构学研讨会论文集[C];1998年
10 唐臣升;;球形和圆柱形表面数控加工控制方法[A];2011航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 宋新玉;镍基合金Inconel 718高速切削刀具磨损机理研究[D];山东大学;2010年
2 沈洪垚;自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D];浙江大学;2010年
3 何王勇;数控机床双轴同步控制技术研究[D];华中科技大学;2011年
4 杨林;基于工业以太网的运动控制系统关键技术研究[D];山东大学;2011年
5 乐英;基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究[D];华北电力大学;2011年
6 李志海;动圈式直线压缩机若干关键问题研究[D];浙江大学;2010年
7 张威;复杂曲线曲面位模式插补算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 姬俊锋;复杂整体叶轮数控加工关键技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 曾强;离散制造企业批量生产车间调度智能优化研究[D];重庆大学;2010年
10 刘清建;数控系统运动控制及运行优化[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈彤茜;多波束系统交互式数据处理软件设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 肖哲锋;三元整体叶轮数控加工刀位规划与仿真[D];大连理工大学;2010年
3 刘卫红;基于ARM&FPGA的数控裁切机控制系统设计[D];湘潭大学;2010年
4 赵辉良;面向切削、研抛的高效NURBS曲线插补算法研究[D];湘潭大学;2010年
5 汤熊;基于UG & VERICUT的弧面凸轮多轴数控加工仿真实现[D];湘潭大学;2009年
6 程艳辉;基于ARM9的数控冲床自动送料运动控制系统设计[D];中国海洋大学;2010年
7 韩立洋;经济型五轴数控雕刻机关键技术的研究[D];苏州大学;2010年
8 刘凉;3-RRRU并联机器人运动学控制的研究[D];天津理工大学;2010年
9 高良超;高压玻璃钢管道螺纹磨削机数控系统设计[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 郝丽萍;Windows2k/XP下GDI图形引擎及打印设计与实现[D];华南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵晓平;张令弥;郭勤涛;;旋转机械阶比跟踪技术研究进展综述[J];地震工程与工程振动;2008年06期
2 林伟杰;;永磁同步电机两种磁场定向控制策略的比较[J];电力电子技术;2007年01期
3 谷强,胡力耘,于随然,卢杰持;一种基于数字化仿形系统的空间刀补方法[J];大连理工大学学报;1997年01期
4 黑开伟;;小波分析在旋转机械故障诊断中的应用[J];大众科技;2010年03期
5 张冰凌;许英姿;潘全文;;智能故障诊断方法的研究和展望[J];飞机设计;2007年05期
6 谷计划;段建中;;格利森弧齿锥齿轮啮合传动节线的数学原理[J];工程设计学报;2010年01期
7 敖云晖;战仁军;;机动装备状态监测与故障诊断技术的研究[J];国防技术基础;2008年12期
8 李兆文;王勇;陈正洪;;螺旋锥齿轮技术的研究现状[J];工具技术;2007年10期
9 栗新;;克林根贝格螺旋锥齿轮的加工及仿真[J];工具技术;2008年02期
10 郑金兴;张铭钧;孟庆鑫;;适于高速加工的五次参数样条曲线插补及其速度生成算法的研究[J];哈尔滨工程大学学报;2007年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李鹏;基于STEP-NC的开放式智能数控系统架构及其关键技术研究[D];山东大学;2011年
2 杨建国;数控机床误差综合补偿技术及应用[D];上海交通大学;1998年
3 孟书云;高精度开放式数控系统复杂曲线曲面插补关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
4 张威;准双曲面齿轮数控加工理论与仿真研究[D];天津大学;2007年
5 任锟;高速数控加工的前瞻控制理论及关键技术研究[D];浙江大学;2008年
6 冷洪滨;高性能数控系统若干关键技术的研究[D];浙江大学;2008年
7 史旭光;智能控制系统理论应用于数控设备的若干关键问题研究[D];华南理工大学;2009年
8 赵晓平;旋转机械阶比分析研究与软件实现[D];南京航空航天大学;2009年
9 叶伟;数控系统纳米插补及控制研究[D];北京交通大学;2010年
10 孙海洋;NURBS曲线刀具路径实时插补技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵子雷;数控系统三维刀具补偿功能的系统程序开发[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 赵海东;基于DSP的电压源型矢量控制变频器的研究开发[D];大连理工大学;2002年
3 白艳艳;开放式数控系统中的软件PLC的研究开发[D];北京工业大学;2003年
4 刘志平;Polar形式在计算机辅助几何设计里的应用[D];大连理工大学;2005年
5 黄祯祥;基于DSP的交流伺服智能控制系统的设计与研究[D];天津大学;2005年
6 商允舜;CNC数控系统加减速控制方法研究与实现[D];浙江大学;2006年
7 石进水;基于嵌入式系统的PLC的研究与设计[D];山东科技大学;2007年
8 张振华;数控系统加减速算法及定位技术研究[D];大连理工大学;2007年
9 李晓辉;数控系统柔性加减速控制方法研究及软件开发[D];浙江大学;2007年
10 杜少华;开放式数控系统可重构控制内核的设计与实现[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪国平,冯俊鸿;共轭螺旋曲面的啮合间隙处理[J];船舶工程;1996年05期
2 郭艳玲,赵万生,董本志,乔世坤,徐达丽;数控发展的趋势──开放式体系结构数控系统[J];东北林业大学学报;2000年05期
3 吴迪,江泓;实现驱动程序与应用程序通信的一种方法[J];电子技术;2000年02期
4 宋文荣,于国飞,孙宝玉,王延风,何惠阳;微电子制造领域的磁悬浮精密定位平台的结构设计研究[J];光学精密工程;2002年03期
5 黄祖尧;精密高速滚珠丝杠副的最新发展及其应用[J];航空制造技术;2003年04期
6 张定华;多轴刀具轨迹的偏置计算方法[J];航空学报;1987年07期
7 王清辉,廖文和,刘壮,周儒荣;五坐标数控加工刀位轨迹及其干涉检查的算法研究[J];航空学报;1997年03期
8 彭芳瑜,何莹,罗忠诚,李斌;NURBS曲线机床动力学特性自适应直接插补[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年07期
9 叶伯生,杨叔子,彭炎午;基于IPC的开放式体系结构的CNC系统[J];华中理工大学学报;1996年05期
10 单岩,顾正朝,王水来;一个面向数控加工的曲面数字化模型[J];华中理工大学学报;1997年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 范敏;杨文虎;;控成型运动误差检测及补偿[J];中国高新技术企业;2008年03期
2 郭新贵,李从心;参数曲线插补中一种截断误差补偿方法[J];机床与液压;2002年01期
3 游有鹏,王珉,朱剑英;参数曲线的自适应插补算法[J];南京航空航天大学学报;2000年06期
4 朱仕学;;不同方式的插补后加减速控制对加工精度影响的研究[J];制造技术与机床;2010年06期
5 王太勇;张志强;王涛;许爱芬;胡世广;赵丽;;复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法[J];机械工程学报;2007年12期
6 蒋君侠;CNC系统参数曲线的快速插补算法[J];制造技术与机床;1999年12期
7 胡自化,李应明,陈超,李玉声,邓久生;平面和空间螺线的恒速插补算法[J];机械与电子;2001年03期
8 兰弼;杨建国;周虎;陈华江;;基于激光干涉仪的影像测量仪定位误差和补偿的研究[J];煤矿机械;2011年09期
9 余飚,陈统坚;双DDA圆弧插补公式误差分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);1994年04期
10 熊学梅;用曲线回归方程实现非圆曲线的插补运算[J];江苏电机工程;1999年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡自化;张高峰;李应明;;参数曲线的恒速通用插补原理与实例分析[A];面向21世纪的生产工程——2001年“面向21世纪的生产工程”学术会议暨企业生产工程与产品创新专题研讨会论文集[C];2001年
2 谭莹;漆兰芬;罗冶;;一种曲面拟和方法在复杂目标RCS计算中的应用[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年
3 赵恩旭;许镇琳;张世磊;刘旻;;基于DSP的BLDCM转子位置检测及其误差补偿研究[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
4 黄艳;于东;郭锐锋;李家霁;;开放数控系统加减速控制的研究[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年
5 陈凯云;叶佩青;俞学兰;刘艳;梁巧云;;航空压气机叶片型面激光测量系统研究[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
6 董泽;纪国瑞;王东风;韩璞;徐大平;;基于置信机的风电场风速预测误差补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 张新敏;刘春哲;李雅峰;;基于单片机的标记打印机字符输出及显示[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
8 吕科;;一种自由曲面的隐藏线消除算法[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
9 赵学增;赵国鹤;代礼周;;单匝贯穿式电流互感器的误差分析与补偿[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
10 杨新勇;黄圣国;;磁航向测量系统误差修正方法研究[A];中国仪器仪表学会学术论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 威宁职业技术高级中学 安官跃;怎样才能上好三角函数[N];毕节日报;2009年
2 湖南省武冈二中 唐圣斌;例谈三角函数中“1”的替换[N];学知报;2011年
3 莱芜市凤城高级中学 李春霞;单位圆在三角函数中的教学功能探析[N];学知报;2011年
4 河南省淅川一高 汪海锋;三角函数易错问题辨析[N];学知报;2011年
5 江西省瑞金市第三中学 谢瑞明;《三角函数的图像和性质》在网络环境下教学的探讨[N];学知报;2010年
6 本报记者 周波;今年高考数学:文科三角函数更难[N];成都日报;2006年
7 莱芜市莱城区凤城高级中学高二数学组 张淑敏;“单位圆”之我见[N];学知报;2011年
8 吴卯臣;车削加工热误差产生及补偿方法[N];大众科技报;2008年
9 天津实验中学 王连笑;了解命题特色 抓准重点专项突破[N];中国教育报;2006年
10 李丽丽;高考数学题的思考与借鉴[N];鸡西日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张志强;数控系统参数曲线、曲面插补算法及加减速控制研究[D];天津大学;2008年
2 郝永江;复杂参数曲线曲面加工控制与状态监测技术研究[D];天津大学;2011年
3 王可;复杂异形螺旋曲面无瞬心包络铣削理论及应用技术研究[D];天津大学;2003年
4 李小武;非线性方程Newton型迭代解法与几何迭代算法[D];重庆大学;2011年
5 李彦征;基于多体系统运动学的数控插齿机加工误差分析与实验研究[D];天津大学;2004年
6 史旭光;智能控制系统理论应用于数控设备的若干关键问题研究[D];华南理工大学;2009年
7 林宝君;连杆裂解半自动生产线自动化系统的控制技术研究[D];吉林大学;2009年
8 赵丽;复杂自由曲面数控规划及其数据管理技术研究[D];天津大学;2009年
9 鞠华;逆向工程中自由曲面的数据处理与误差补偿研究[D];浙江大学;2003年
10 齐永岳;大范围二维纳米检测系统的设计研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李鸥;基于前瞻—滤波的加减速控制方法的研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2010年
2 李卉;螺旋曲面廓形的在线测量技术研究[D];沈阳工业大学;2005年
3 郭辰;多功能数控铣床几何误差补偿技术的研究[D];沈阳工业大学;2005年
4 冯明;超低旁瓣天线近场测量关键误差补偿技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 王晓露;基于单片机的旋转变压器—数字转换器的研究[D];西北工业大学;2006年
6 张晓龙;三轴数控机床通用几何误差软件补偿技术的研究[D];北京工业大学;2003年
7 赵静;三坐标测量机动态误差源分析与建模研究[D];合肥工业大学;2005年
8 史俊;大尺寸轴类零件智能量仪系统分析与误差补偿[D];吉林大学;2005年
9 马文涛;自由曲面研抛机床并联机构的运动误差分析与补偿[D];吉林大学;2005年
10 李丽霞;机床调整误差对弧齿锥齿轮齿面几何精度影响的研究[D];机械科学研究院;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026