基于单位步进角的铣削仿真算法研究.pdf

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1、·28·重型机械基于单位步进角的铣削仿真算法研究王学敏，孙大乐，孙凤龙，吴凤和(1．宝山钢铁股份有限公司，上海201900；2．燕山大学机械工程学院，河北秦皇岛066004)摘要：针对传统数控加工仿真算法普遍存在的几何运算复杂、函数多次调用和方程重复迭代等问题，基于时间分割法理论，提出一种以单位步进角作为中间变量的仿真算法。该算法充分利用了三角函数的符号性，将复杂的四象限圆弧插补分为顺、逆两种情况，从而简化了算法流程，提高了仿真速度。最后通过仿真实例验证了算法的可行性和实时性。关键词：铣削仿真；单位步进角；插补；实时性中图分类号：TG164文献标识码：A文章编号

2、：1001—196X(2013)05—0028—04MillingsimulationalgorithmsbasedontheunitstepangleWANGXue．min，SUNDa—le，SUNFeng—long，WUFeng—he(1．BaoshanIron＆SteelCo．，Ltd．，Shanghai201900，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China)Abstract：Accordingtocommonfaultssuchasco

3、mplexgeometricoperation，functioncall，andnlanytimesre—peatediterativeequationinsimulationalgorithm，thispaperproposesanimprovedalgorithmwiththeunitstepangleasintermediatevariablesbasedonthetimedivisionprinciple．Thismethodnlakesfulluseofsymboliccharacteristicoftrigonometricfunction，andd

4、ividescomplexfourquadrantareinterpolationintotwokindsofca—ses，whichsimplifiesthealgorithmprocessandimprovesthesimulationvelocity．Finally，thesimulationexam—pleverifiesthefeasibilityandreal—timeoftheproposedalgorithm．Keywords：millingsimulation；unitstepangle；interpolation；real—time都很难满足

5、现在零件的加工要求，因此在目前的U日IJ舌数控系统中已很少使用。时间分割法插补精度数控仿真技术是虚拟制造的一个重要分支和高，误差较低，但几何运算复杂，编程计算量基础，不但可以验证数控加工程序的可靠性，而大，特别是在进行圆弧插补时，执行速度十分缓且还能够对切削过程进行预测，其终极目标是虚慢。因此，设计一种方法用于简化算法的流程，拟构建一个真实的加工环境，用来仿真和评估各提高仿真的速度显得尤为重要。个加工过程对产品质量的影响。在数控仿真系统本文基于时间分割理论，提出一种以单位步中，加工过程的动态仿真算法是其核心部分，插进角为中间变量的数控加工仿真算法。并通过具补算法

6、的选择直接关系着数控系统的精度、速度体仿真实例，表明该方法可以有效简化算法流和加工能力。目前数控系统中最常用的插补方法程，提高仿真速度。是逐点比较法和时间分割法。逐点比较法算法简单、容易实现，但由于速度指标和精度指标1基于时间分割法的直线插补算法时间分割直线插补通过进给速度F和插补收稿日期：2013—04—25；修订日期：2013—05—29周期对一个插补周期的进给步长数S进行计作者简介：王学敏(1975一)，女，宝山钢铁股份有限公司高级_【=程师，博士。主要从事冶金设备能力评价、冶金算，然后再计算插补点的位置J，进给步长数工具及矫直技术等领域的研究工作。的计算

7、公式为2013N0．5重型机械·29·S=F×T(1)一种比较简单的插补算法，此外其进给方向是理设要加工的直线如图1所示，起点为A论直线，因此不存在理论误差。(。，Y，)；终点为B(。d，Yd，zd)；将2基于时间分割法的圆弧插补算法线段AB等分为k段并进行插补，下一个动点设为P⋯；k为网格划分精度；t为插补次数。2．1圆弧插补原理时间分割圆弧插补是把圆弧视为微小直线段，并用一组直线段来进行逼近，其实质也是直线插补，因此可计算每个插补周期的坐标增量值l6J。设所要加工的圆弧如图2所示，将插补分为顺、逆两种情况。进给步长计算方法与直线插补相同，圆弧起点为(Y，)，

8、终点为日(，Y)，圆弧圆