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基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补研究
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP272[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TG659[金属学及工艺—金属切削加工及机床]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191, [2]北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目资助(11290144)
中文摘要:

针对目前圆弧插补与椭圆弧插补在适用范围、计算效率与精度方面的问题,通过引入微分模型表达空间圆弧与椭圆弧,提出了基于微分模型的空间圆弧与椭圆弧插补方法,能实现空间任意圆弧与椭圆弧的插补。在空间圆弧插补中能实现零径向误差与零速度波动。在空间椭圆弧插补中能实现零径向误差与较低的速度波动。同时,该方法的插补过程统一了圆弧和椭圆弧的正逆插补,无需象限判断,因此插补流程简单高效。另外,该方法采用的插补点递推公式能转换为一系列简单的四则运算,因此插补计算效率高。仿真对比分析表明了该方法相对于目前的方法具有很大的优越性。最后,在自主开发的数控平台上实现了该方法并完成了试件的加工。

英文摘要:

To improve the application range, computational efficiency and accuracy of current circular arc and elliptic arc interpolation, the differential model was introduced to represent the spatial circular arc and elliptic arc, and the corresponding interpolation methods were proposed with the ability of interpolating arbitrary spatial circular arcs and elliptic arcs. In spatial circular arc interpolation, zero radial error and zero feedrate fluctuation can be achieved. In spatial elliptic are interpolation, zero radial error and relative low feedrate fluctuation can be achieved. Meanwhile, the method unified the clockwise and anticlockwise interpolation of circular arc and elliptic arc interpolation with no quadrant judgment process, thus the algorithm flows were very simple and efficient. The recursion formulas for generating sampling points in the proposed methods can be deformed to a computational efficiency can be obtained. The simulation and series of simple arithmetics, thus high comparison analysis demonstrated the proposed methods were superior to other methods. Finally, the methods were implemented on a selfdeveloped open CNC platform, which were successfully applied to workpiece machining. The feasibility and applicability of the proposed methods were verified by simulation and experimental results.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884