【摘 要】
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国内外CAD/CAM理论及数控加工中心UG后置处理都涉及曲线插补、曲线拟合和刀具半径补偿三大理论,要求对拟合后的直线、圆弧或样条曲线先求等距曲线才能进行刀具半径补偿;计算环节既多又复杂、有误差累积,在拟合衔接点和拐点一阶、二阶导数都不连续,直接造成加工误差影响加工质量。需要对传统的曲线插补、曲线拟合和刀具半径补偿三大支撑理论进行理论和应用创新研究。本项目用已研究的无拐点二次曲线差分插补理论、曲线合
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国内外CAD/CAM理论及数控加工中心UG后置处理都涉及曲线插补、曲线拟合和刀具半径补偿三大理论,要求对拟合后的直线、圆弧或样条曲线先求等距曲线才能进行刀具半径补偿;计算环节既多又复杂、有误差累积,在拟合衔接点和拐点一阶、二阶导数都不连续,直接造成加工误差影响加工质量。需要对传统的曲线插补、曲线拟合和刀具半径补偿三大支撑理论进行理论和应用创新研究。本项目用已研究的无拐点二次曲线差分插补理论、曲线合成插补理论为基础,用计算数学迭代理论对传统CAD/CAM三大支撑理论及其关键技术进行优化创新研究,其中研究的主要内容有:(1)对本文要研究的曲线拟合数控系统进行了软硬件的总体规划,确定了PC机数控系统加PCI-1750数据采集卡的控制方案。完成了与PCI-1750数据采集卡相匹配的硬件电路设计,并在PC机上完成了对应的曲线拟合数控系统软件设计。(2)在PC机上,采用VC++6.0的开发环境完成了基于迭代理论的列表曲线拟合数控系统,并结合差分插补原理实现了对无拐点列表曲线的二次曲线拟合,拟合后的列表曲线连接点一阶、二阶导数均连续。(3)基于差分插补理论进行了能够直接完成刀具半径补偿的合成插补理论研究,并完成了与合成插补理论相匹配的数控系统加减速控制,在研华函数的应用下,数控机床能够高效的完成列表曲线的拟合加工,保证了机床和电机的正常运行。(4)在三坐标数控加工机床上完成基于差分插补原理的二次曲线加工实验;并进一步实现了空间直线插补的实验研究;最后用列表曲线拟合数控系统控制中型的透明数控雕刻机完成了列表曲线的连续性拟合实验。通过完成上述的研究,本文设计并完成了基于迭代理论的列表曲线拟合数控系统,包括整个曲线拟合数控系统的软硬件设计与开发。经过与传统的曲线拟合方法相比较,证明本课题的研究满足了课题开始的设计研究要求,解决了传统的直线、圆弧拟合中曲线拟合连接点一阶、二阶导数不连续的难题,并直接实现刀具半径补偿,在一定程度上优化创新了传统的CAD/CAM理论。
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