一、数控系统刀具半径补偿不当算法的研究（论文文献综述）
雷茸粮[1]（2021）在《柱面微透镜阵列的超精密车削技术研究》文中认为光刻机是集成电路生产线上的最核心装备。光刻机照明系统是光刻机的重要组成部分。光刻机照明系统的作用在于对光刻掩膜版实施均匀照明,从而使得掩膜版通过光刻机投影物镜在晶圆表面精确成像,得到均匀一致的曝光线条。匀光器件的性能是限制光刻机照明系统照明均匀性及能量利用率等核心指标的重要因素。用于光刻机照明系统的匀光器件主要有积分棒和微透镜阵列。采用微透镜阵列作为匀光器件时能减少光能量损耗并且能保持光的偏振特性,还能实现大面积的照明均匀性。因而在高端光刻机中普遍采用微透镜阵列作为匀光器件。随着光刻机分辨率的不断提高对照明系统的照明均匀性和能量利用率等要求也越来越高,由于对照明均匀性和能量利用率的极限追求,光刻机照明系统中使用的微透镜阵列对填充因子及面形精度等要求极为苛刻,该器件的制作难度极大。本文对柱面微透镜阵列的加工工艺进行了探索,对微透镜阵列的加工方式对比分析后,选择超精密切削技术进行加工。在了解超精密切削技术原理的基础上,对切削轨迹算法进行了设计,并验证了算法的准确性;其次为了提高球柱面微透镜阵列的加工效率,在超精密车削机床的基础上,对飞刀切削和刨削加工球柱面微透镜阵列进行了研究,设计了实验装置,搭建了实验平台;最后对非球柱面微透镜阵列的面形检测方法进行了研究,采用最小二乘法对非球柱面进行了面形拟合,并对加工工件的轮廓误差进行了计算。主要包括以下内容:1.综述性的介绍了微透镜阵列的加工方式,并对比分析了不同加工方式之间的优缺点,最后选择超精密切削技术对微透镜阵列进行加工。接下来介绍了国内外的研究学者采用超精密车削技术加工微透镜阵列的研究成果,在调研过程中对超精密车削微透镜阵列的关键问题进行了思考,为后续论文工作的开展提供理论基础。2.设计了车削技术中的刀具轨迹算法,提出了顺序搜索法和二分搜索法计算车削轨迹,并对金刚石刀具参数的选择以及刀具半径补偿的问题进行了研究,最后通过实验成功验证车削轨迹算法的准确性和可行性。3.为了提高球柱面微透镜阵列的加工效率,采用飞刀切削和刨削两种方式对球柱面微透镜阵列进行了切削,设计了适用于凸球柱面加工的专用金刚石刀具。4.由于非球柱面镜的面形比球柱面镜更加复杂,因此对非球柱面镜的面形评价更加重要。第四章对非球柱面镜的面形检测进行了讨论,选择最小二乘法对面形进行拟合,评价了非球柱面的最接近球和非球面度,并对加工后的工件轮廓误差进行了计算,为后续误差补偿提供技术支持。
董婉娇[2]（2021）在《超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究》文中认为随着航空、航天和国防建设的快速发展,对高端装备及其关键件的小型化、轻量化、精细化和整体化要求越来越高。以国家急需的高性能惯性导航关键件整体式双平衡环挠性接头为例,其关键特征的细颈厚度只有30～50μm,尺寸与形位公差精度大多为1～2μm。但加工整体式双平衡环挠性接头等产品关键工序的超精密数控机床几乎全部依赖进口,极大制约了我国战略性新兴产业和国防建设的发展。因此,加快研制支持微纳加工精度的超精密数控机床已显得十分必要和紧迫。超精密竖直滑台是实现超精密数控机床进给运动和进给精度的关键基础部件,是超精密数控机床最关键的组成部分。竖直滑台及其主轴等部件的运动方向与其重力方向一致,受力与工况条件复杂,制造难度极大,是制约我国高档数控机床发展的主要技术瓶颈之一。本文以超精密、大负载、高稳定性竖直液体静压滑台为研究对象,重点解决和攻克超精密竖直静压滑台的机械结构设计、静压支承设计理论,以及超精密运动精度控制方法三方面的难题。论文主要研究工作及成果概括如下:（1）提出了一种整体式静压滑块和整体式立柱组成的超精密竖直静压滑台新结构、不等面积的多油垫静压支承结构及其混联式控制（HFC）方法。超精密竖直静压滑台新结构为整体式竖直静压滑台结构（IVHS）。IVHS是一种将静压滑台与立柱相结合的整体式静压滑台结构,其中包括了将动滑块、随动滑块、油路、静压油垫、节流器及油膜压力测量系统集为一体的整体式静压滑块。不等面积的多油垫静压支承结构及其HFC方法主要用于降低竖直滑块因倾覆力矩产生的前倾量,以及导轨弹性变形对油膜厚度的直接影响。不仅有效地提高了超精密竖直静压滑台的结构刚度、动态稳定性和重复定位精度,而且显着提升了超精密滑台的可制造性。（2）提出了变油膜厚度薄膜式（OFTV）静压支承计算方法。OFTV静压支承计算模型包括了系统误差驱动下的油膜厚度计算模型、变油膜厚度薄膜式润滑理论模型和面向竖直静压滑台的动力学计算模型三部分。建立了静压滑台承载能力、静刚性、抗振性、快速响应性及热稳定性等工作性能的评价指标及其计算模型,建立了等效油膜厚度、封油边尺寸、流量比、供油压力和运动速度五个设计参数与滑台工作性能的预测模型,并形成了基于设计参数的超精密竖直静压滑台性能控制方法,即,当五个设计参数中的供油压力足够小,且其它四个设计参数满足油膜液阻的倒数与节流器液阻之差正向趋于零的条件时,可以获得静压滑台性能综合最优的效果。超精密竖直静压滑台性能预测模型、控制模型与方法已在超精密竖直静压滑台的调试和测试中得到了验证。（3）提出了基于移动反射信号（MRS）的两轴联动误差测量方法,解决了球杆仪难以用于小范围联动误差的精密测量难题。构建了基于因子分解机（FM）的精度控制模型,实现了有限测量数据下两轴联动的高精度插补。测量得到超精密竖直静压滑台的定位精度为0.137μm,重复定位精度为0.083μm,联动误差为0.439μm。测量和补偿结果表明,相对插值算法,采用FM算法可使圆度精度和垂直度精度分别提高63%和34%。以上相关研究及其成果,已用于超精密曲面数控机床的研制及其精度测试实践。以典型的航天关键件为背景,设计了测试超精密竖直静压滑台,以及超精密曲面数控机床加工精度的试件。其中,构造了加工阶梯表面的试件1,以测试并评价超精密竖直静压滑台的工作性能。加工测量结果表明,三个阶梯面加工后的尺寸精度为IT1,平面度和平行度的精度为2级。以航天惯性仪表关键件为基础,构造了具有梯形键的试件2,通过加工并测量梯形键斜面的角度误差,评价超精密竖直静压滑台与水平移动轴的联动工作性能。加工测量结果表明,梯形键斜面与测量基准面的最大、最小夹角分别为78.39°和78.55°,满足斜面与测量基准面夹角78.45±0.1°的设计要求。根据整体式双平衡挠性接头细颈的设计要求,加工挠性接头上一组两个直径为1.6 mm小孔形成的细颈。经测量,挠性接头的四组细颈加工后的最大、最小尺寸分别为40.8μm和40.0μm,即细颈尺寸的一致性为0.8μm,满足了细颈尺寸为40±1μm、一致性为2μm的设计要求。综上所述,本文提出的相关理论、方法、技术,以及研制的数控装备为实现整体式双平衡环挠性接头等高性能导航关键件的精密制造提供了坚实、自主可控的工作基础。对发展我国战略性新兴产业和国防建设,提高我国自主研发超精密数控机床等高端装备,以及研制航天航空关键件的能力具有重要意义。
赵波[3]（2021）在《自由曲面五轴端铣加工宽行距刀路生成方法研究》文中研究表明科学技术的快速发展,使得医疗器械、航空航天、光学设备等领域的零件几何模型变得愈加复杂。近年来,随着精密测量仪器及图形处理器技术（GPU）的发展,三角网格因其快速灵活,适应性强的特点,被越来越多的应用于CAD/CAM领域。但由于三角网格模型只能输出实体模型的少量几何信息且数据分布不规则,使得数控加工过程中不能很好的对刀具姿态调节控制,所以目前面向五轴的曲面网格模型数控加工研究还不充分,大多局限于三轴加工,加工效率低下。本文通过对复杂曲面三角网格模型数据分析来精确控制每一刀触点处的刀具摆姿,在达到最大加工行距的同时进行干涉处理,完成了复杂曲面三角网格模型的刀具轨迹生成。并且针对三角网格曲面模型直接生成刀位数据作为走刀数据会产生较大误差的特点,研究了刀具轨迹的插值算法,在一定程度上缓解了面向三角网格数控加工的表面质量问题。（1）针对三角网格文件中存储信息紊乱无序随机排列的问题,重新建立了三角网格信息的拓扑关系,在此基础上提出了一种新的基于Kd-Tree的三角网格求交算法,从而可以锁定一条轨迹线上每个刀触点所对应三角面片的具体索引位置。并给出了此任意刀触点处法矢量、行距方向以及对应法曲率信息的计算方法。（2）对环形刀及三角网格曲面的几何特性进行分析,提出在无曲率干涉条件下通过改变侧倾角并优化前倾角使刀具有效切削半径最大化的方法,获得以加工行距最大化为优化目标的最佳刀具倾角组合。之后结合三角网格曲面的特性建立了一种环形刀刀具离散模型并提出了相应的干涉检测与修正方法。（3）研究了网格曲面由于自身特性原因,相比参数曲面而言网格逼近曲面会产生较大的弦高误差,若直接把刀位点作为数控代码的走刀坐标,会造成机床刀具的走刀步长难以控制,同时还存在由于刀具摆动产生的非线性误差,这些将直接影响到工件表面的加工质量。本文首先对弦高误差与非线性误差建立数学模型,之后通过把合成的总误差作为设计公差,在给定精度条件下,对相邻刀位点间插值的方法,达到优化加工轨迹的目的。
胡艳娥[4]（2020）在《数控加工精度在机检测技术及其误差修正技术研究》文中研究指明通过为数控机床配备零件精度检测用测头以及相应的检测、误差修正加工程序,即构成带修正功能的在机检测系统。该技术将加工、检测和误差修正集成在同一台设备上完成,避免了多次装夹、重复定位误差,可以较好地解决零件精度误差超差难以修正和辅助时间长等现实问题。本论文面向国内中小型机械制造类企业,从现场一线实际生产需求出发,对零件数控加工精度在机检测及修正加工关键技术进行了较为深入的探索与实践,主要包括以下几个方面的内容:（1）分析了在机检测主要的误差来源,研究了测头偏心、长度误差的现场快速标定方法,并通过实验测定了一款国产在机检测测头的预行程误差。为了满足现场高效率的使用要求,建立一种基于误差数据表的快速补偿办法。（2）根据STL格式零件孔类特征显示所存在的问题,研究了孔壁测量点的生成策略以及法矢的估算方法,制定了内孔、圆柱孔的在机检测方案,建立并通过实例验证了孔类特征加工误差的原位修正补偿加工方法。（3）制定适用现场、带修正功能的加工精度在机检测总体方案。根据企业现有加工设备条件和孔类特征零件加工精度检测所面临的问题,搭建起一个集在机检测、误差评估和即时输出误差修正加工参数的相对完整的在机检测集成系统。（4）最后以一款电工机械常见的绞线机机座模型为实验对象,完成了机座两端主轴孔同轴度的在机检测及其修正加工,实验证实经过修正加工的两孔同轴度精度较之前有较大幅度提升,表明课题所提出的带二次修复加工功能的在机检测策略可行。
唐清春[5]（2019）在《面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制研究》文中认为高复杂度零件在航空航天、国防军工、能源动力、生物医学等尖端科技产业的广泛应用,其制造的性能、精度、效率要求也越来越高。传统的制造工艺如铸造、粉末冶金、机械加工等均存在成形加工难度大、制造工序多、制造周期长等问题,尤其对于高性能难加工合金材料、具有梯度及内部复杂型腔结构等零件的制造。增减材复合制造技术由于兼具增材制造及减材制造的优点,被认为是一种极具前景的技术手段,然而,目前的增减材制造还面临增材过程的轨迹控制、减材过程轨迹控制、多工艺坐标协同、缺少专用的多功能后置处理软件等诸多问题,这些都严重制约增减材复合成形轮廓精度。为解决上述问题,论文在深入分析五轴增减材混合制造工艺的基础上,提出了面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制方法;建立了五轴增减材复合机床的复合运动学模型,并对增材和减材两种工艺的运动学模型进行了坐标协同;以控制成形件高精度轮廓为目标,分别对影响刀具运动轨迹运行精度的刀轴矢量、非线性误差、刀具3D误差、以及走刀速度等关键技术问题进行了深入的探讨,建立了相应的控制算法;通过叶轮、叶片等复杂零件虚拟仿真及实验进行验证,并基于后置处理技术开发了专用的后置处理软件。论文的主要研究工作如下:（1）在分析传统五轴机床结构特性的基础上,探究了五轴增减材复合机床的运动特性;基于逆向运动学原理,构建了五轴增减材复合机床的运动学模型;进行了工艺坐标耦合分析,并提出了工艺坐标协同策略。（2）为提高激光熔覆增材过程零件的轮廓精度,消除传统三轴分层熔覆导致的台阶效应,提出了五轴螺旋动态刀轴矢量控制方法。通过分析五轴联动过程中增/减材时刀具与工件表面的接触原理,建立了五轴螺旋动态矢量计算方法。通过某叶片的单道多层熔覆实验进行了验证,实验证明使用五轴螺旋轨迹及动态刀轴矢量方法熔覆的叶片轮廓精度比传统的相邻层刀轴矢量方法获得的轮廓精度高约3倍。（3）为控制五轴减材制造过程零件的轮廓精度,通过回转轴线性插补原理探究了非线性误差产生的机理,建立了非线性误差的数学模型;提出了刀轴矢量插补算法,当误差超过设定许用值时,以相邻两点建立矢量插补平面,从而获得插补点位置及矢量来进行误差补偿,并通过某叶片的虚拟仿真及切削实验进行了验证,验证明采用刀轴矢量插补算法相比传统的线性插补算法非线性误差能降低了约一倍。为降低刀具磨损对五轴减材制造过程零件的轮廓精度的影响,研究了刀具在空间切削过程中的接触方式,根据刀心、刀具接触点、刀轴矢量的三者关系建立了刀具三维磨损误差补偿算法,并通过某叶片进行了虚拟仿真及切削验证实验,实验证明采用刀具误差补偿后加工的零件轮廓精度与理论刀具加工的精度高度吻合。（4）为分析走刀速度对复杂曲面零件成形过程中的精度影响机理,通过分析五轴速度插补原理,建立了速度插补模型,提出了基于速度、加速度约束获得恒表面刀触点速度控制方法,通过某叶片的减材进行了验证,实验证明恒表面刀触点速度可获得较高的成形件轮廓精度。（5）为解决增减材复合制造所需的NC代码问题,根据建立的复合运动学模型,结合动态刀轴矢量算法、非线性误差控制算法、刀具3D误差补偿算法、恒表面刀触点速度控制算法,基于高级语言开发了专用的、多功能的五轴增减材复合后置处理软件,以某叶轮进行了功能验证;同时对增减材坐标系的误差测定方法进行了探讨,提出了坐标协同误差评判标准,以圆环零件进行了复合制造中工艺协同的基础实验。
冯炜龙[6]（2018）在《高速走丝电火花线切割加工控制研究》文中研究表明高速走丝电火花线切割数控机床是中国特有的线切割机床,虽然其切割精度比不上低速走丝电火花线切割数控机床,但因其低廉的价格成本让其具有很高的性价比,其应用范围至今仍然十分广泛。本文主要探讨了高速走丝电火花线切割数控机床的关键控制算法:1、3B代码解码算法用于解码输入到控制器的加工代码——3B代码。本文提出的解码算法可以快速有效地从3B代码中求解出关键的加工信息,如直线的3B代码可以求解出直线终点相对于直线起点的坐标值,圆弧的3B代码可以求解出圆弧起点和终点相对于圆心的坐标值以及圆心角。2、C功能刀具半径补偿算法是为了消除刀具半径在实际的加工过程中带来的切割误差,对于线切割而言,由于切割使用的是电极丝,所以刀具半径补偿其实是电极丝的丝半径补偿。本文提出了一种简化的C功能刀具半径补偿算法。3、等锥度切割是高速走丝电火花线切割中一个十分常用的重要功能。本文通过变换发现,等锥度切割实际上就是B功能刀具半径补偿,然后借鉴了 C刀补的推导方式对等锥度切割算法进行了推导。4、插补算法是控制步进电机运行的算法。在实际的加工中,插补算法的选择十分重要,因为不适当的插补算法会导致步进电机在加工过程中产生失步现象,从而极大地影响加工的效果和精度。本文探讨了双平面插补算法,并且提出了速率的概念让四轴步进电机按协调的进给速率进给,从而避免了步进电机产生失步等问题。
丁彦玉[7]（2016）在《五轴数控加工刀具与工件误差源建模及控制策略研究》文中研究说明五轴数控加工技术已经成为先进制造技术和智能装备领域最核心的技术之一,本文沿着高精高速这一数控技术发展的主线,对五轴加工误差的控制策略进行了研究。在对五轴加工误差来源及其分类分析的基础上,归纳出误差控制方法的发展及不足,明确了在数控系统端对加工误差进行控制的研究方向与内容。五轴空间刀具动态补偿是影响来源于刀具误差控制的关键技术,本文对五轴加工过程中的刀具磨损进行建模分析,提出了一种基于开放式数控系统的高效刀具管理技术的刀具磨损动态补偿策略,给出了刀具误差的动态计算、预测、补偿策略。仿真表明,刀具动态补偿技术能够大大减小五轴加工时由刀具磨损引起的误差。将空间刀补与五轴NURBS加工技术有机结合是提高五轴加工精度和速度的难点。本文对五轴加工中的空间刀具补偿技术进行了研究,提出了适用于五轴加工的三重NURBS曲线轨迹模型,通过该模型能够较为完整的描述出刀具位姿和切触点位置,从而能有效的实现五轴空间刀具补偿。试验表明,该方法能够有效解决五轴NURBS加工中的空间刀补问题。基于在机检测的工件模型调整是更通用、直接的工件源误差控制策略。本文在在机检测技术基础上提出了一种工件模型重构调整的误差控制方法,通过对在机检测点的优化选取、重构点的计算以及工件表面的离线重新拟合实现了工件误差的控制,试验表明,该方法在加工刚性较好的工件时对工件误差的控制有明显的效果。误差的在机检测及实时控制是高精高效加工的难点,而轨迹规划则是解决这一问题的关键入手点,本文针对五轴数控加工误差的实时控制提出了一种完整的轨迹规划策略,通过增加轨迹重规划模块克服了宏程序实时补偿不能执行前瞻规划的缺点,给出了完整轨迹规划模块的工作流程。五轴加工中精度与速度是一个传统矛盾点,本文在完整轨迹规划的阶段对加工速度规划方法进行进一步优化,并提出一种能够根据路径类型选择加减速策略的智能S型加减速控制方法,使五轴加工更加平滑,仿真验证表明,使用该智能S型加减速以及变插补周期精插补技术,能够在保证原有的加工精度前提下提高加工速度。对本文所提出的五轴数控加工误差控制策略进行实际验证,在通用五轴数控系统软硬件架构基础上,提出两种平台方案,研制出一种五轴数控系统样机,并通过试验验证基于本文误差控制策略的五轴数控系统能够显着提高五轴加工的精度和加工速度。
李业鹏[8]（2015）在《多约束综合控制的NURBS曲线插补算法及其刀补研究与实现》文中研究说明随着现代制造业的快速发展,NURBS方法作为国际标准化组织（ISO）确定的对工业产品几何定义的唯一数学方法,凭借其在复杂几何造型方面的诸多优势,越来越广泛应用于CAD/CAM及计算机图形学等领域。NURBS插补功能成为衡量高档数控系统的一项重要指标。为了满足高速高精的现代加工要求,NURBS曲线插补算法及其品质已成为数控系统研究开发的核心内容之一。目前,围绕如何实现加工精度和加工效率的协调优化控制是NURBS插补算法研究的大趋势。插补算法的品质主要取决于插补精度与进给速度的合理匹配。为了满足曲率不断发生变化的曲线插补精度要求,需要采用自适应调节进给速度,然而采用变进给速度则不可避免会产生加减速运动。因此,就需要对变进给速度进行有效的加减速协调控制,以避免导致较大的加速度和加加速度,影响插补运动的平稳性。另外,目前CAD/CAM软件虽支持输出NURBS格式的曲线形式,但考虑刀具半径补偿的NURBS曲线插补数控系统尚处于研究和发展阶段。为此,本文综合利用微分几何原理、S型加减速控制方法、回溯和反向插补策略、开放式数控等理论及技术手段,以及VC++6.0、MATLAB等软件,对NURBS曲线插补算法提出进一步优化方案并探究其在实际加工中的刀具半径补偿功能。具体研究工作如下:（1）建立一种多约束综合控制的NURBS曲线插补算法。该算法在分析和总结现有NURBS曲线插补算法的基础上,综合考虑曲线几何特征、机床运动学和动力学性能等对插补的影响,并明确了各约束条件与进给速度的匹配方法。（2）建立基于S型加减速控制的运动模型。利用S型加减速控制方法,将回溯和反向插补策略应用到NURBS曲线插补算法中,实现对NURBS曲线插补加减速过程的合理控制,提高插补精度和机床运动的平稳性。（3）探究NURBS曲线插补中的二维刀具半径补偿功能实现。根据NURBS的数学特性,结合现有的刀具半径补偿原理,研究NURBS曲线刀具半径补偿过程,并通过仿真软件实现刀具半径补偿功能,进一步提高NURBS曲线插补的编程柔性和加工实用性。（4）仿真分析与实验验证。依托固高开放式机电实验平台,构建基于“PC+运动控制卡”开放式数控仿真实验系统。采用VC++6.0软件编程开发NURBS曲线插补器,完成插补运动仿真及实验,并通过MATLAB对比分析实验结果,验证算法的有效性。综上,本文的研究为NURBS曲线提供了一种高效高精的插补优化算法并探究了其二维刀具半径补偿功能,对提升数控系统品质具有工程和理论参考价值。
章善财[9]（2014）在《数控系统通用代码编译系统的研究与开发》文中认为数控系统通用代码编译系统在数控系统中有着重要作用，它的最终目的是报告NC代码中存在的错误，生成正确的刀具中心轨迹文件，提取NC代码中包含的刀具运动信息、控制信息和辅助信息等，并将其转换成数控机床控制系统能够识别的数据格式。本文研究的代码编译系统是针对标准G代码设计的通用代码编译系统，是合肥工业大学CIMS研究所研发的专用型齿轮机床数控系统和基于PMAC+工控机的高性能智能化数控系统的重要组成部分。本文的主要内容有：⑴系统将计算机编译技术引入NC代码的处理过程中，并结合数控加工原理将系统的编译过程分为预处理、词法分析、语法分析、刀具半径补偿和代码转换等过程。⑵本文通过对标准G代码的研究，并结合计算机编译原理，提出了数控系统通用代码编译系统的功能需求，确定了系统的设计思想和整体架构。系统采用模块化的设计思想，即将系统分为不同的功能模块，主要有预处理模块、词法分析模块、语法分析模块、刀补模块、编译模块、程序管理模块、刀具管理模块和参数设置模块等，不同的功能模块实现不同的功能。⑶本文详细介绍了各功能模块的具体实现，并就一些关键技术进行了详细分析，如代码信息的提取、缓冲区代码信息的读取、超前搜索识别、宏程序和子程序的实现、系统的出错处理、符号表的管理等。⑷本文重点阐述了系统刀具半径补偿功能的实现，并详细分析了刀具半径补偿原理、常用方法和执行过程，建立了刀具半径补偿的数学模型，提出了刀具半径补偿的具体算法，并就刀具半径补偿的过切判断进行了分析。此外，文章详细阐述了刀具半径补偿在数控系统通用代码编译系统中的具体实现。⑸系统采用规范的标准C语言进行设计，并运用面向对象编程技术，在Windows操作系统上采用Visual C++中的MFC模块作为开发工具。并在基于ARM+DSP+FPGA嵌入式硬件平台的齿轮加工数控系统和基于PMAC+工控机的高性能智能化数控系统进行各功能模块测试和系统测试，测试结果显示，系统基本符合预期的设计要求，能够实现NC代码检错、刀具半径补偿、代码转换、程序管理、刀具管理和参数设置等功能。
黄秀文[10]（2013）在《多轴联动空间刀具半径补偿算法研究》文中认为目前,多轴联动数控机床是高速、高精加工复杂曲面轮廓零件的关键设备,尤其是五轴联动机床。然而,空间刀具半径补偿功能模块是多轴联动高档型数控机床的重要功能模块,其为提高编程效益和保证生产加工实时性而配备。在当今的机床市场,只有国外几家知名企业生产高档数控系统才具备该功能,售价相当昂贵。就目前国内机床而言,平面刀具半径补偿功能模块已应用的非常成熟,而在多轴联动数控加工中,刀具半径补偿是还处在研发阶段。由于刀具相对于工件的旋转、摆动,刀轴矢量时刻变化,这使得空间刀具半径补偿较难实现,因此研究多轴联动带有空间刀具半径补偿功能模块的数控系统不仅具有理论价值,还具有重大的现实意义。本论文主要分析了四、五轴联动数控机床加工特点,总结了实现空间刀具半径补偿的算法和需解决的关键性问题,提出了空间刀具半径补偿矢量和算法的表达形式,建立空间刀具半径补偿模型,针对四轴联动A转台、四轴联动B转台、五轴联动A/C双转台机床和端铣球刀加工工艺进行建模,以UG NX6.0的CAD软件建模,通过其CAM模块生成的刀位文件作为刀位数据来源,研究其后置处理算法及逆算法,实现了工件坐标系与名义坐标系之间的坐标变换,开发了一个五轴联动3D刀具半径补偿专用后处理软件和一个多轴联动数控机床空间刀具半径补偿专用后处理软件。本人具体的研究工作包括以下方面：1.调研了与课题相关的论文和专着,确定了研究对象、思路,建立了空间刀具半径补偿模型和算法的表达形式。2.通过UG NX6.0建模,对其CAM模块生成的刀位文件进行数据分析,计算出空间刀具半径补偿单位矢量,同时针对四轴联动和五轴联动回转台型机床运动模型,建立起工件坐标系与名义坐标系之间的坐标转换关系式。3.带空间刀补矢量的专用后置处理软件的开发,为了提高加工效益,提出一种小角度的旋转变换求解算法,对于五轴机床而言,A角度正负变换可以减少C角度的大范围、大角度的旋转,避免了刀具碰刀现象。以VC++6.0软件为编程开发平台,开发了两个专用后处理软件。4.以Vericut7.0软件进行模拟加工环境,使用软件的自动-对比功能,通过加工后的毛坯与设计零件的过切和欠切颜色查看,验证后置处理软件的实用性及空间刀具半径补偿矢量算法的正确可行性。5.最后对专用后置处理软件生成的空间刀具半径补偿后的NC代码和标准刀具生成的NC代码到四、五轴联动数控机床进行实际加工,通过三坐标测量仪测量叶片的尺寸和坐标位置,开展了多轴联动空间刀补对被加工零件的精度分析。
二、数控系统刀具半径补偿不当算法的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、数控系统刀具半径补偿不当算法的研究（论文提纲范文）
（1）柱面微透镜阵列的超精密车削技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 微透镜阵列的国内外研究现状 |
| 1.2.1 微透镜阵列的加工方法 |
| 1.2.2 超精密车削技术研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 柱面微透镜阵列的单点车削技术研究 |
| 2.1 金刚石刀具的选择 |
| 2.1.1 刀尖轮廓的选择 |
| 2.1.2 刀具几何参数的选择 |
| 2.2 刀具切削轨迹生成理论 |
| 2.2.1 刀具半径补偿 |
| 2.2.2 车削轨迹生成算法 |
| 2.3 加工精度影响因素 |
| 2.3.1 切削参数对加工精度的影响 |
| 2.3.2 刀具磨损 |
| 2.3.3 环境因素 |
| 2.4 刀具路径规划的实验验证 |
| 2.4.1 球柱面微透镜阵列的车削轨迹 |
| 2.4.2 非球柱面微透镜阵列的微透镜阵列 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 柱面微透镜阵列的仿形车削技术研究 |
| 3.1 仿形车削刀具 |
| 3.2 飞刀切削 |
| 3.2.1 飞刀切削原理 |
| 3.2.2 飞刀切削方式 |
| 3.2.3 飞刀切削实验装置 |
| 3.2.4 飞刀切削实验 |
| 3.3 刨削 |
| 3.3.1 刨削原理 |
| 3.3.2 刨削实验装置 |
| 3.3.3 刨削实验 |
| 3.4 飞刀切削和刨削的实验结果比较 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 柱面微透镜阵列的面形轮廓评价技术研究 |
| 4.1 非球面概述 |
| 4.1.1 非球面的数学表达式 |
| 4.1.2 高次非球面的最接近球和非球面度 |
| 4.2 非球柱面的面形检测 |
| 4.2.1 接触式测量原理 |
| 4.2.2 非接触式测量原理 |
| 4.3 最小二乘法 |
| 4.4 非球柱面的面形分析结果 |
| 4.4.1 非球面的曲线拟合 |
| 4.4.2 加工工件的曲线拟合 |
| 4.4.3 加工曲线与理论非球面的结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文的主要研究内容 |
| 5.2 论文的主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及重要意义 |
| 1.3 国内外相关研究现状与分析 |
| 1.3.1 超精密竖直滑台的研究现状与分析 |
| 1.3.2 静压导轨结构及其流量控制方法的研究现状与分析 |
| 1.3.3 静压滑台工作性能优化方法研究现状与分析 |
| 1.3.4 静压滑台运动精度控制方法研究现状与分析 |
| 1.3.5 相关研究的综合评述 |
| 1.4 研究目标及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 1.5 论文的章节安排 |
| 第二章 超精密整体式竖直静压滑台的设计 |
| 2.1 整体式竖直静压滑台的结构设计 |
| 2.1.1 整体式立柱及静压滑块的设计 |
| 2.1.2 悬臂板导轨的设计 |
| 2.1.3 整体式竖直静压滑台的结构仿真研究 |
| 2.1.4 悬臂板导轨的仿真分析与实验验证 |
| 2.2 多油垫静压支承的结构设计及其流量控制方法研究 |
| 2.2.1 不等面积的多油垫静压支承结构设计 |
| 2.2.2 多油垫静压支承的混联式流量控制方法研究 |
| 2.2.3 混联式控制的多油垫静压支承的仿真研究 |
| 2.3 其它关键部件的设计 |
| 2.3.1 预压预调式单面薄膜反馈节流器的工作原理 |
| 2.3.2 驱动及位置检测系统的设计 |
| 2.3.3 竖直静压滑台重力平衡及自锁系统的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变油膜厚度的静压滑台工作性能综合控制方法研究 |
| 3.1 变油膜厚度的静压支承设计理论与模型构建 |
| 3.1.1 考虑系统误差的变油膜厚度计算模型构建 |
| 3.1.2 变油膜厚度的薄膜式润滑理论模型构建 |
| 3.1.3 竖直静压滑台的动力学计算模型构建 |
| 3.2 变油膜厚度的静压滑台工作性能预测模型构建 |
| 3.2.1 承载力预测模型构建 |
| 3.2.2 刚度预测模型构建 |
| 3.2.3 动刚度预测模型构建 |
| 3.2.4 快速响应时间预测模型构建 |
| 3.2.5 温度预测模型构建 |
| 3.3 静压滑台工作性能综合控制与实验验证 |
| 3.3.1 静压滑台工作性能的综合优化模型构建 |
| 3.3.2 设计参数对静压滑台关键指标的影响研究 |
| 3.3.3 静压滑台综合性能控制方法研究 |
| 3.3.4 静压滑台工作性能的测试实验 |
| 3.3.5 静压滑台工作性能的优化结果与结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超精密竖直静压滑台的精度测量与控制方法研究 |
| 4.1 考虑工况的竖直静压滑台运动精度控制方法研究 |
| 4.1.1 运动误差的检测与评价方法 |
| 4.1.2 考虑温度变化的运动精度控制方法研究 |
| 4.1.3 考虑工作速度的运动精度控制方法研究 |
| 4.1.4 考虑温度和速度变化的运动精度控制方法研究 |
| 4.2 小尺寸圆的两轴联动精度测量与控制方法研究 |
| 4.2.1 基于移动反射信号的两轴联动误差测量方法研究 |
| 4.2.2 两轴联动误差评价方法研究 |
| 4.2.3 两轴联动精度控制方法及实验验证 |
| 4.3 基于因子分解机(FM)的精度控制方法研究 |
| 4.3.1 FM理论及其算法研究 |
| 4.3.2 考虑实际工况的两轴联动精度控制模型构建 |
| 4.3.3 基于FM的运动轴精度控制实验与结论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 超精密曲面数控机床的应用测试与评价 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 超精密竖直静压滑台加工精度的测试与评价 |
| 5.2.1 考察静压滑台加工精度的试件设计 |
| 5.2.2 静压滑台加工精度测试与结果分析 |
| 5.3 竖直静压滑台与其它轴的联动加工精度测试与评价 |
| 5.3.1 考察两轴联动加工精度的试件设计 |
| 5.3.2 两轴联动加工精度测试与结果分析 |
| 5.4 挠性接头细颈加工及其精度评价 |
| 5.4.1 挠性接头特征及其精度要求 |
| 5.4.2 挠性接头细颈加工及其精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附件1 试件1尺寸精度原始测量报告 |
| 附件2 试件2关键特征值原始测量数据报告 |
| 攻读博士期间参与的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）自由曲面五轴端铣加工宽行距刀路生成方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及来源 |
| 1.2 国内外相关技术研究现状 |
| 1.2.1 基于参数曲面模型的数控加工研究现状 |
| 1.2.2 基于三角网格模型的数控加工研究现状 |
| 1.2.3 基于三角网格的刀具轨迹优化研究现状 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.4 论文研究内容与组织安排 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 第二章 三角网格模型曲面几何信息分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三角网格文件拓扑重建 |
| 2.2.1 三角网格文件结构 |
| 2.2.2 三角网格数据拓扑重建 |
| 2.3 三角网格求交算法 |
| 2.3.1 Kd-Tree数据结构 |
| 2.3.2 三角网格求交 |
| 2.4 CC点沿行距方向的曲率计算 |
| 2.4.1 CC点行距方向计算 |
| 2.4.2 网格顶点法矢计算 |
| 2.4.3 网格顶点曲率计算 |
| 2.4.4 CC点沿行距方向计算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 复杂曲面三角网格五轴数控加工轨迹规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 刀具路径规划相关概念 |
| 3.2.1 常用铣削刀具模型 |
| 3.2.2 环形刀具模型 |
| 3.2.3 加工行距 |
| 3.3 三角网格曲面截平面刀轨生成方法 |
| 3.4 三角网格曲面宽行距刀轨生成方法 |
| 3.5 邻接刀轨及刀位数据生成 |
| 3.6 干涉处理 |
| 3.6.1 刀具离散模型建立 |
| 3.6.2 刀具干涉位置检测识别 |
| 3.6.3 刀具干涉位置避免与修正 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于线性插值的刀具路径优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数控系统中的插值原理 |
| 4.3 弦高误差控制 |
| 4.4 非线性误差控制 |
| 4.4.1 非线性误差理论 |
| 4.4.2 非线性误差分析计算 |
| 4.5 网格曲面基于加工误差补偿的插值点位规划 |
| 4.5.1 网格曲面加工误差分析 |
| 4.5.2 插值位置点坐标计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 程序实现及数控加工仿真验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算例分析 |
| 5.2.1 三角网格求交算法验证 |
| 5.2.2 加工行距对比分析 |
| 5.2.3 插值优化算法分析 |
| 5.2.4 整体刀路生成对比分析 |
| 5.3 数控仿真加工验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）数控加工精度在机检测技术及其误差修正技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 带修正功能数控加工精度在机检测技术存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 触发式测头精度快速标定方法 |
| 2.1 在机检测误差主要来源分析 |
| 2.2 测头系统误差测定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 在机检测软件相关功能开发 |
| 3.1 带修正功能在机检测软件功能模块设计 |
| 3.2 零件STL格式简介 |
| 3.3 基于OpenGL的交互式功能模块开发 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 加工误差原位修正方法 |
| 4.1 加工误差原位修正原理 |
| 4.2 内孔尺寸测量及圆孔误差修正 |
| 4.3 圆柱孔测量及同轴度误差修正 |
| 4.4 孔系零件原位修正加工实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 带修正功能在机检测系统实验验证 |
| 5.1 在机检测的基本流程 |
| 5.2 带修正功能在机检测系统 |
| 5.3 当前测点坐标值的获取 |
| 5.4 在机检测流程及实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得的专利 |
| 致谢 |
（5）面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 金属增减材复合制造国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属增减材复合制造原理 |
| 1.2.2 金属增减材复合制造技术现状 |
| 1.3 论文提出的研究构想 |
| 1.3.1 运动轨迹优化控制 |
| 1.3.2 工艺坐标协同 |
| 1.4 论文的研究思路及主要研究内容 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 五轴增减材复合机床运动学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 五轴增减材复合机床运动学分析 |
| 2.2.1 双转台五轴机床机械结构 |
| 2.2.2 五轴增减材复合机床的结构及关键参数 |
| 2.2.3 五轴增减材复合运动学求解 |
| 2.3 增减材运动学模型的工艺坐标协同 |
| 2.3.1 工艺坐标系耦合问题 |
| 2.3.2 增减材运动学模型工艺坐标协同策略 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 五轴增材轨迹及刀轴矢量控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光五轴增材过程分析 |
| 3.3 激光五轴喷嘴运动控制矢量 |
| 3.3.1 粉束流理想假设 |
| 3.3.2 五轴螺旋动态刀轴矢量的提出 |
| 3.3.3 提高熔覆层间轮廓精度机理分析 |
| 3.3.4 五轴螺旋动态刀轴矢量控制原理 |
| 3.4 五轴螺旋动态刀轴矢量变换模型 |
| 3.4.1 矢量变化算法 |
| 3.4.2 旋转角取值 |
| 3.5 激光五轴熔覆轨迹虚拟仿真 |
| 3.5.1 试件工艺分析及NC代码处理 |
| 3.5.2 轨迹虚拟仿真 |
| 3.6 激光熔覆实验及分析 |
| 3.6.1 实验设计 |
| 3.6.2 激光熔覆实验结果及分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 五轴减材非线性误差及刀具误差分析及调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性误差产生机理及建模 |
| 4.2.1 非线性误差产生机理 |
| 4.2.2 非线性误差数学模型 |
| 4.2.3 最大非线性误差评估 |
| 4.2.4 非线性误差影响因素 |
| 4.2.5 刀具半径影响实验 |
| 4.3 非线性误差调控 |
| 4.3.1 传统非线性误差补偿策略 |
| 4.3.2 刀轴矢量插补算法的提出 |
| 4.3.3 MATLAB虚拟仿真 |
| 4.3.4非线性误差控制实验 |
| 4.4 刀具3D误差产生机理及调控 |
| 4.4.1 刀具误差补偿原理 |
| 4.4.2 刀具误差补偿模型 |
| 4.4.3 误差补偿轨迹仿真 |
| 4.4.4 刀具误差补偿实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 走刀速度对轮廓精度的影响机理及调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 五轴速度线性插补原理 |
| 5.3 恒表面刀触点速度的控制方法 |
| 5.3.1 最大速度约束 |
| 5.3.2 最大加速度约束 |
| 5.4 减材仿真及实验验证 |
| 5.4.1 实验平台及参数 |
| 5.4.2 试件工艺分析 |
| 5.4.3速度控制实验 |
| 5.4.4 速度实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 五轴增减材复合后置软件处理开发及工艺复合基础实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 五轴增减材复合后置处理软件 |
| 6.2.1 后置处理软件开发 |
| 6.2.2 后置处理软件验证 |
| 6.3 增减材复合工艺基础实验 |
| 6.3.1 增减材坐标误差测定方法 |
| 6.3.2 临界协同指标 |
| 6.3.4 工艺复合基础实验 |
| 6.4 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表或录用的论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间承担或参与的科研项目 |
| 附录 C 攻读博士学位期间专利及软件着作权 |
（6）高速走丝电火花线切割加工控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电火花线切割的加工原理 |
| 1.2 高速电火花线切割机的组成部分 |
| 1.2.1 电火花线切割机控制器 |
| 1.2.2 电火花线切割机坐标工作台 |
| 1.2.3 电火花线切割机高速走丝系统 |
| 1.2.4 电火花线切割机电极丝运动系统 |
| 1.2.5 电火花线切割机工作液循环系统 |
| 1.2.6 电火花线切割机脉冲电源 |
| 1.3 国内外电火花线切割机的发展状况 |
| 1.3.1 国外电火花线切割机的发展状况 |
| 1.3.2 国内电火花线切割机的发展状况 |
| 1.4 影响高速走丝电火花线切割机床加工质量指标的因素分析 |
| 1.4.1 高速走丝电火花线切割加工的质量指标 |
| 1.4.2 影响高速走丝电火花线切割加工质量指标的因素 |
| 1.4.3 加工质量控制系统 |
| 1.5 课题研究背景和意义 |
| 1.6 本文主要研究内容和组织框架 |
| 第2章 3B代码解码算法 |
| 2.1 3B代码的输入格式 |
| 2.2 直线的3B代码 |
| 2.3 圆弧的3B代码 |
| 2.4 3B代码的解码算法 |
| 2.4.1 直线的3B代码解码 |
| 2.4.2 圆弧的3B代码解码 |
| 2.4.2.1 圆弧终点坐标的计算 |
| 2.4.2.2 圆弧圆心角的计算 |
| 2.4.2.3 圆弧3B代码解码算法整体流程 |
| 2.5 3B代码的解码算法仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 电火花线切割数控系统丝半径补偿研究 |
| 3.1 丝半径补偿的概念和必要性 |
| 3.2 丝半径补偿方法的分类 |
| 3.2.1 B功能刀具半径补偿 |
| 3.2.2 C功能刀具半径补偿 |
| 3.3 C功能刀具半径补偿算法 |
| 3.3.1 直线两端点处刀具的中心位置 |
| 3.3.2 圆弧两端点处刀具的中心位置 |
| 3.3.3 刀具半径补偿转接类型 |
| 3.3.3.1 刀具半径补偿转接类型介绍 |
| 3.3.3.2 刀具半径补偿转接类型三角函数判别法 |
| 3.3.4 C功能刀具半径补偿转接点计算 |
| 3.3.4.1 伸长型的转接交点计算 |
| 3.3.4.2 插入型的转接交点计算 |
| 3.3.4.3 缩短型的转接交点计算 |
| 3.3.4.3.1 缩短型的直线接直线转接点计算 |
| 3.3.4.3.2 缩短型的直线接圆弧转接点计算 |
| 3.3.4.3.3 缩短型的圆弧接直线转接点计算 |
| 3.3.4.3.4 缩短型的圆弧接圆弧转接点计算 |
| 3.3.5 C功能刀具半径补偿后的刀具中心轨迹 |
| 3.3.5.1 伸长型的刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.1.1 直线接直线刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.1.2 直线接圆弧刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.1.3 圆弧接直线刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.1.4 圆弧接圆弧刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.2 插入型的刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.2.1 直线接直线刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.2.2 直线接圆弧刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.2.3 圆弧接直线刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.2.4 圆弧接圆弧刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.3 缩短型的刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.3.1 直线接直线刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.3.2 直线接圆弧刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.3.3 圆弧接直线刀具中心轨迹计算 |
| 3.3.5.3.4 圆弧接圆弧刀具中心轨迹计算 |
| 3.4 C功能刀具半径补偿算法仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 等锥度切割 |
| 4.1 等锥度切割加工概念 |
| 4.2 等锥度切割加工算法 |
| 4.2.1 直线接直线情况 |
| 4.2.2 直线接圆弧情况 |
| 4.2.3 圆弧接直线情况 |
| 4.2.4 圆弧接圆弧情况 |
| 4.3 等锥度切割加工算法仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 插补算法研究及控制器介绍 |
| 5.1 脉冲加工概念 |
| 5.2 单平面插补 |
| 5.2.1 直线插补原理 |
| 5.2.2 圆弧插补原理 |
| 5.3 双平面插补 |
| 5.4 导轮半径补偿 |
| 5.5 控制器介绍 |
| 5.5.1 电源模块和脉冲生成模块 |
| 5.5.2 显示模块 |
| 5.5.3 主控芯片工作状态检测模块 |
| 5.5.4 输入模块 |
| 5.5.5 掉电保护和存储模块 |
| 5.5.6 电机控制模块 |
| 5.5.7 控制主板实物图 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（7）五轴数控加工刀具与工件误差源建模及控制策略研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 加工误差的来源分析及分类 |
| 1.2.1 误差来源分析 |
| 1.2.2 加工误差的分类 |
| 1.3 误差控制方法的现状与发展 |
| 1.3.1 来源于机床的误差控制 |
| 1.3.2 来源于刀具的误差控制 |
| 1.3.3 来源于工件的误差控制 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第二章 五轴空间刀具误差动态补偿技术与实现 |
| 2.1 五轴机床误差传递模型 |
| 2.2 刀具管理技术 |
| 2.2.1 刀库刀具管理 |
| 2.2.2 刀具寿命管理 |
| 2.3 五轴加工过程中刀具磨损的预测 |
| 2.3.1 刀具磨损过程 |
| 2.3.2 球头刀磨损的数学模型 |
| 2.3.3 多元线性回归分析 |
| 2.3.4 基于BP神经网络的多元线性回归分析法 |
| 2.4 刀具误差动态补偿技术 |
| 2.4.1 线性误差补偿 |
| 2.4.2 基于磨损模型预测的误差补偿 |
| 2.4.3 基于在机监测的刀具误差补偿技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于五轴NURBS加工的空间刀补策略研究 |
| 3.1 五轴空间刀具补偿 |
| 3.2 三重NURBS数学模型 |
| 3.2.1 三重NURBS曲线的定义 |
| 3.2.2 三重NURBS曲线的离散 |
| 3.3 空间刀具补偿的描述 |
| 3.3.1 五轴空间刀补数据信息的描述 |
| 3.3.2 无拐角过渡的刀具半径补偿 |
| 3.3.3 拐角过渡的刀具半径补偿 |
| 3.4 刀具调整后的空间补偿 |
| 3.5 试验验证 |
| 3.5.1 试验目的 |
| 3.5.2 试验方案 |
| 3.5.3 试验条件 |
| 3.5.4 试验结果与讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于工件误差在机检测的路径重规划方法 |
| 4.1 基于工件误差的在机检测技术 |
| 4.1.1 工件误差的产生 |
| 4.1.2 在机检测技术 |
| 4.1.3 工件的在机检测 |
| 4.2 基于在机检测的工件模型调整误差控制方法 |
| 4.2.1 工件模型调整判断关键点的选取与测量方法 |
| 4.2.2 重构点集计算 |
| 4.2.3 工件模型重构 |
| 4.3 试验验证 |
| 4.3.1 试验目的 |
| 4.3.2 试验设计 |
| 4.3.3 试验条件 |
| 4.3.4 试验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 完整五轴高精高速轨迹规划策略 |
| 5.1 五轴机床的完整轨迹规划模块 |
| 5.1.1 传统五轴机床轨迹规划策略 |
| 5.1.2 五轴机床轨迹重规划模块设计 |
| 5.1.3 轨迹重规划混合编程技术 |
| 5.1.4 轨迹重规划模块的工作流程 |
| 5.2 基于完整轨迹规划的五轴速度规划 |
| 5.2.1 五轴机床的进给速度 |
| 5.2.2 五轴机床的速度规划 |
| 5.2.3 智能S型加减速控制 |
| 5.3 五轴数控系统的高速加工控制 |
| 5.3.1 五轴数控系统的高速插补方法 |
| 5.3.2 基于变插补周期的S型加减速控制 |
| 5.3.3 仿真与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于误差控制策略的数控系统的架构与实现 |
| 6.1 基于误差控制策略的数控系统的架构设计 |
| 6.1.1 五轴数控系统的软硬件架构 |
| 6.1.2 基于误差控制策略的特殊模块设计 |
| 6.2 基于误差控制策略的数控系统的功能模块设计 |
| 6.2.1 人机交互部分设计 |
| 6.2.2 程序处理部分设计 |
| 6.2.3 运动控制部分设计 |
| 6.2.4 逻辑控制部分设计 |
| 6.2.5 总线通讯与绝对值编码器支持模块设计 |
| 6.3 基于误差控制策略的数控系统的实现方案 |
| 6.3.1 基于ARM和FPGA的五轴数控系统实现 |
| 6.3.2 基于PC和DSP的五轴数控系统实现 |
| 6.4 基于误差控制策略的五轴数控系统加工验证 |
| 6.4.1 试验目的 |
| 6.4.2 试验方案 |
| 6.4.3 试验条件 |
| 6.4.4 试验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 研究总结与展望 |
| 7.1 研究总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）多约束综合控制的NURBS曲线插补算法及其刀补研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 数控系统的发展趋势 |
| 1.2.2 NURBS曲线插补研究现状 |
| 1.2.3 刀具半径补偿研究现状 |
| 1.2.4 目前存在的主要问题 |
| 1.3 研究目标和主要内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 小结 |
| 第2章 NURBS相关理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 NURBS曲线定义及其性质 |
| 2.2.1 NURBS曲线的定义 |
| 2.2.2 NURBS曲线的主要性质 |
| 2.3 德布尔算法 |
| 2.4 NURBS曲线插补导矢计算 |
| 2.5 基于数据采样的NURBS插补原理 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 多约束综合控制的NURBS曲线插补算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 自适应进给速度NURBS插补算法 |
| 3.3 基于冗余误差控制的NURBS插补算法 |
| 3.4 多约束综合控制的NURBS曲线插补算法 |
| 3.4.1 相关约束与进给速度的匹配关系 |
| 3.4.2 多约束综合控制的进给速度规划方程的建立 |
| 3.5 基于回溯和反向插补的进给速度规划 |
| 3.5.1 基于S型加减速的运动过程 |
| 3.5.2 基于回溯和反向插补的减速点确定 |
| 3.5.3 S型加减速模式速度调整 |
| 3.6 插补算法流程 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 NURBS曲线刀具半径补偿研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 刀具补偿功能及方法 |
| 4.3 NURBS曲线的等距线 |
| 4.4 NURBS曲线刀具半径补偿 |
| 4.4.1 NURBS曲线刀补的原理 |
| 4.4.2 刀补转接类型及判定 |
| 4.4.3 相关控制顶点的坐标计算 |
| 4.5 仿真实例 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 NURBS曲线插补的实现与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于开放式数控结构的方案设计 |
| 5.3 硬件结构设计 |
| 5.4 NURBS曲线插补软件开发 |
| 5.4.1 软件界面设计 |
| 5.4.2 软件主要功能的实现 |
| 5.5 插补算法仿真分析和实验 |
| 5.5.1 NURBS曲线插补算法仿真分析 |
| 5.5.2 NURBS曲线插补实验 |
| 5.6 小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）数控系统通用代码编译系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 插图清单 |
| 表格清单 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文来源及选题意义 |
| 1.1.1 论文来源 |
| 1.1.2 选题意义 |
| 1.2 数控技术发展现状 |
| 1.3 数控代码编译技术研究现状 |
| 1.3.1 数控代码编译技术概况 |
| 1.3.2 国外数控代码编译技术发展概况 |
| 1.3.3 国内数控代码编译技术发展概况 |
| 1.4 本文的研究内容及章节安排 |
| 1.4.1 本文的研究内容 |
| 1.4.2 本文的章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 代码编译原理和通用代码编译系统的总体设计 |
| 2.1 NC 代码编译原理概述 |
| 2.1.1 编译原理概述 |
| 2.1.2 通用 NC 代码编译过程 |
| 2.2 数控系统通用 NC 代码概述 |
| 2.2.1 通用 NC 代码的简单介绍 |
| 2.2.2 数控加工程序的组成和基本结构 |
| 2.2.3 通用 NC 代码的错误分析 |
| 2.2.4 通用 NC 代码的常用处理方法 |
| 2.3 数控系统通用代码编译系统的功能需求 |
| 2.4 数控系统通用代码编译系统的整体架构 |
| 2.4.1 系统的设计思想 |
| 2.4.2 系统的整体架构 |
| 2.5 数控系统通用代码编译系统的开发环境 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 通用代码编译系统各功能模块的开发与实现 |
| 3.1 预处理 |
| 3.2 词法分析 |
| 3.2.1 词法分析概述 |
| 3.2.2 词法分析的实现 |
| 3.2.3 代码信息的提取 |
| 3.3 语法分析 |
| 3.3.1 语法分析概述 |
| 3.3.2 语法分析的实现 |
| 3.4 代码转换 |
| 3.4.1 宏程序的实现 |
| 3.4.2 子程序的实现 |
| 3.4.3 模态代码的实现 |
| 3.5 出错处理 |
| 3.6 符号表管理 |
| 3.6.1 符号表概述 |
| 3.6.2 符号表的逻辑结构 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 数控系统刀具半径补偿功能的研发实现 |
| 4.1 刀具半径补偿概述 |
| 4.1.1 刀具半径补偿的基本原理 |
| 4.1.2 刀具半径补偿的常用方法 |
| 4.1.3 C 刀补的转接类型 |
| 4.1.4 C 刀补的执行过程 |
| 4.2 刀具半径补偿的数学模型和算法 |
| 4.2.1 方向矢量 |
| 4.2.2 刀具半径矢量 |
| 4.2.3 转接形式判断 |
| 4.2.4 刀具中心轨迹转接点的计算 |
| 4.3 系统刀具半径补偿的实现 |
| 4.4 刀具半径补偿的过切判断 |
| 4.4.1 刀具半径补偿的过切削条件 |
| 4.4.2 系统的过切处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 通用代码编译系统的集成与测试 |
| 5.1 系统测试 |
| 5.1.1 系统软件测试概述 |
| 5.1.2 系统测试过程 |
| 5.2 系统的界面设计 |
| 5.3 系统测试实例 |
| 5.3.1 系统的主要模块测试实例 |
| 5.3.2 系统的其它模块测试实例 |
| 5.4 系统应用实例 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（10）多轴联动空间刀具半径补偿算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 符号表解析 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选课背景 |
| 1.2 多轴联动机床加工技术及刀具补偿简介 |
| 1.3 课题来源及研究的意义 |
| 1.4 国内外研究现状及分析 |
| 1.4.1 数控技术的发展概况及发展趋势 |
| 1.4.2 刀具补偿的研究现状 |
| 1.4.3 刀具补偿在数控加工中的应用 |
| 1.5 论文的主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 多轴联动刀具半径补偿的方法 |
| 2.1 二维平面刀具半径补偿原理 |
| 2.2 多轴联动空间刀具半径补偿原理及难点问题 |
| 2.3 空间刀具半径补偿拟采用的方法 |
| 2.4 CAD/CAM多轴加工模块及刀位源文件 |
| 2.4.1 CAD/CAM数控加工 |
| 2.4.2 铣削加工叶片和液化气盖零件过程 |
| 2.4.3 刀位数据源文件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多轴联动空间刀具半径补偿专用后处理算法 |
| 3.1 后置处理的主要功能 |
| 3.2 多轴联动数控机床坐标轴的定义 |
| 3.3 四轴联动机床结构运动模型 |
| 3.3.1 四轴联动A转台机床结构运动模型 |
| 3.3.2 四轴联动B转台机床结构运动模型 |
| 3.4 五轴联动A/C轴双转台机床结构运动模型 |
| 3.5 多轴联动CNC机床专用后处理和名义坐标下空间刀补矢量计算 |
| 3.5.1 空间运动坐标变换 |
| 3.5.2 四轴联动A、B转台型机床后置处理 |
| 3.5.3 五轴联动A/C双转台后置处理 |
| 3.6 多轴联动进给速度F的计算 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 多轴数控空间刀补的实现及软件开发 |
| 4.1 多轴数控空间刀具半径补偿功能模块 |
| 4.1.1 实际刀尖点坐标计算 |
| 4.1.2 多轴联动名义坐标系下的刀轴矢量L的逆运算 |
| 4.2 专用后置处理软件的开发 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 空间刀补矢量的NC代码加工仿真 |
| 5.1 VERICUT 7.0仿真软件 |
| 5.2 VERICUT软件的实验加工仿真意义 |
| 5.2.1 虚拟四轴联动A、B回转台和五轴A/C双转台数控机床建模 |
| 5.3 加工仿真及结果分析 |
| 5.3.1 多轴联动加工仿真精度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 多轴机床加工及三坐标数据结果分析 |
| 6.1 四轴联动机床加工叶片实例 |
| 6.2 五轴机床加工叶片实例 |
| 6.3 叶片三坐标数据分析 |
| 6.3.1 三坐标测量仪简介 |
| 6.3.2 数据分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文 |
| 其它成果 |
| 致谢 |
四、数控系统刀具半径补偿不当算法的研究（论文参考文献）
- [1]柱面微透镜阵列的超精密车削技术研究[D]. 雷茸粮. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [2]超精密竖直静压滑台设计及其精度控制方法研究[D]. 董婉娇. 东华大学, 2021
- [3]自由曲面五轴端铣加工宽行距刀路生成方法研究[D]. 赵波. 天津工业大学, 2021(01)
- [4]数控加工精度在机检测技术及其误差修正技术研究[D]. 胡艳娥. 广州大学, 2020
- [5]面向五轴增减材复合成形轮廓精度的运动轨迹控制研究[D]. 唐清春. 湖南大学, 2019(07)
- [6]高速走丝电火花线切割加工控制研究[D]. 冯炜龙. 浙江大学, 2018(11)
- [7]五轴数控加工刀具与工件误差源建模及控制策略研究[D]. 丁彦玉. 天津大学, 2016(12)
- [8]多约束综合控制的NURBS曲线插补算法及其刀补研究与实现[D]. 李业鹏. 湘潭大学, 2015(04)
- [9]数控系统通用代码编译系统的研究与开发[D]. 章善财. 合肥工业大学, 2014(06)
- [10]多轴联动空间刀具半径补偿算法研究[D]. 黄秀文. 广东工业大学, 2013(10)