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交叉中心在高档数控系统的最优插补与空间刀补方面取得重要进展
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  2011-01-20

  国家数学与交叉中心高档数控研究课题组在高档数控系统的最优插补与空间刀补方面取得重要进展,提出了多周期过渡插补方法、基于二次样条函数的最优插补方法以及基于曲面重构的空间刀补方法,以上三项关键技术分别在2010年8月、12月获得三项发明专利授权,并在沈阳计算所的蓝天数控系统上实现,使得数控加工的速度明显提高、加工质量得到显著改善。

  为了实现复杂曲面高速高精加工,针对连续微线段加工中速度方向频繁突变而制约整体加工速度的缺点,我们提出了多周期过渡插补方法和基于S曲线加减速控制方式的快速前瞻算法。该方法在蓝天数控系统上实现,实验结果表明,与已有算法相比,加工速度提高了50%-180%,加工质量有显著提高,见图1.  

  

  图1 加工的叶片图,三幅图分别对应:全局图、原来算法局部图以及新算法 

  样条曲线插补是数控加工的新趋势与研究热点. 我们提出的基于二次样条函数的拟合与最优插补方法与已有插补方法相比,实现了用低次样条对加工路径具有的较高压缩比的拟合,插补方法在整体上达到了加工时间最优,加工精度高,计算速度快,工作性能稳定且适用范围广泛。

  针对数控加工因刀具磨损或换刀需重新生成加工程序而降低生产效率的问题,我们提出了基于曲面重构的空间刀补方法。这一方法首次实现了仅依赖加工程序进行在线刀补,提高了生产效率和加工质量,干涉点显著降低,见图2。 

 

  图2 空间刀补前后干涉点对比 

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