摘要：针对“数控技术与数控机床”关于数字积分插补课堂教学环节学生难以理解的问题,在对数字积分插补算法深入挖掘的基础上,开发设计一种基于可视化编程语言的课堂辅助教学软件,利用该软件实现了数字积分插补过程。该软件的开发与实际应用,可使学生在课堂上对插补方法有直观的理解和学习,进而达到提高学生学习效果的目的。

摘要：针对点到空间非均匀有理B样条曲线(NURBS)的距离求取问题,提出一种最短距离筛选迭代方法。分析了NURBS曲线的几何特征并建立距离求取目标函数。对曲线节点向量进行初次筛选得到目标节点参数,以目标节点参数为中心在节点向量间内进行局部搜索,并依据参数所对应数据点的一阶导矢与待测点间的几何关系确定最终参数搜索区间,通过迭代方法在最终参数搜索区间中迭代求得最短距离点。利用MATLAB设计程序并进行实际数据的仿真计算,结果表明所提出求取点到NURBS曲线距离的方法速度快且精度高,在计算机辅助设计等方面具有较高的实用价值。

摘要：为提高复杂曲面五轴加工过程中刀具运动的平稳性,在分析了五轴NURBS插补摆刀轨迹后提出了一种满足插补精度的等距Tri-NURBS轨迹同步插补算法。首先结合NURBS曲线理论生成了三次Tri-NURBS轨迹模型,结合二阶泰勒展开法计算出三条轨迹对应位置的插补参数。然后针对三条轨迹参数不同步的问题,以刀心点轨迹参数为基准,分别对刀触点和刀轴点的轨迹参数进行同步,实现了插补过程中三条轨迹参数的同步运动。最后,使用两个评价指数对等距Tri-NURBS轨迹同步插补算法的插补精度进行评价。MATLAB仿真结果表明,提出的方法能够得到插补精度高的Tri-NURBS同步轨迹,实现了复杂自由曲面的高效率和高质量加工。

摘要：针对计算机数控编程阶段生成的海量离散刀位数据,在满足预设插值精度的条件下,提出一种基于曲率自适应选取特征点的非均匀B样条曲线插值方法.首先,采用相邻3点形成近似圆弧的方法计算各个离散刀位数据点的曲率,将曲率分段点、曲率极大值点等特征数据点作为初始插值数据点,构造生成初始非均匀B样条插值曲线;其次,建立插值误差计算模型,并用于计算所有未参与插值的数据点与非均匀B样条插值曲线间的插值误差,在超出预设插值误差的曲率段内增加新的特征点,生成新的非均匀B样条插值曲线;重复上述过程,直至所有不在非均匀B样条插值曲线上的数据点都满足插值精度条件为止.对实际加工离散刀位数据的仿真计算结果表明,该方法即便去除了大量原始离散刀位数据,也能更好地保留原始刀位数据曲线在外形和精度方面的特征,且具有迭代计算次数少、数据点去除量大等特点,在海量离散刀位数据的样条化数控编程方面具有较高的应用价值.

摘要：采用大规模种群进化优化策略,根据用户评价时间和单一数值适应值估计个体模糊适应值;根据个体表现型属性和参照个体模糊适应值宽度计算个体表现型相似度;利用个体表现型相似度对种群聚类并估计未评价个体的模糊适应值;基于个体模糊适应值和表现型相似性构造个体选择适应值,实现个体相似性选择.将所提出方法应用于室内挂钟进化设计,并与已有典型方法进行比较.结果表明,所提出方法在提高优化质量、减轻用户疲劳、提高搜索效率等方面均具有优越性.

摘要：为了提高综合咖啡拼配质量与效率,研究了一种基于交互式遗传算法(IGA)的咖啡智能拼配方法。该方法将拼配方案作为样本个体,采用改进的自适应交叉和变异概率,交互界面提供10项评价指标用于个体适应值。研究由5位用户参与优化,结果显示该方法界面友好、操作简便,可以在4~5代内获得一致性满意解,且各组分比例差异均小于5%,适应值均超过85。以传统杯测拼配法为参照试验,结果表明,采用IGA优化方法超过传统拼配方案水平。基于IGA在进化优化中的成功应用,为咖啡拼配提供了一种智能化新思路。

摘要：针对礼花弹类烟花类型与药剂的内在联系,设计了一种烟花药剂智能选型系统。该系统基于改进的交互式遗传算法实现,提供个体精确值、离散值和改进区间数值3种评价方式。改进的区间适应值算法通过区间评价偏差刻画种群分布特征,利用偏好信息设计自适应交叉变异算子。实验结果表明,该系统具有良好的交互性,能够根据用户偏好设计出烟花类型,确定烟花药剂配方,为烟火设计提供了智能化新思路。

摘要：采用改进的交互式遗传算法,设计了一种装饰性墙壁纸智能选型系统。分析了偏好引导下父代种群与子代种群的适应值关联性及其对进化的影响,并采用灰色关联系数和灰色关联度刻画这种关联性;然后,通过进化代际间的灰色关联度设计自适应交叉变异算子引导进化,维持偏好的一致性,寻求更多满意解。根据该算法开发的墙壁纸选型系统具有良好的交互性,设置的3D场景功能有效提高了选型质量,该系统为装饰墙壁纸选型设计提供了新思路。

摘要：针对现行多轴数控系统体系结构存在的开放程度不高等问题,提出了一种关于多轴开放体系结构设计新思路:开放的硬件系统应该建立在一种标准的、通用的硬件基础之上;开放的软件系统则应该建立在模块化结构的软件基础之上。基于上述思路,分析了TwinCAT工控软件的特点、功能以及其在开发数控系统时具有的优越性,对基于TwinCAT工控平台的开放式多轴系统软硬件结构设计和实现过程进行了相应阐述。通过伺服系统与控制卡间的硬件连接,结合VC++程序设计,实现了一个基本的开放体系结构模型,为后续多轴数控系统的深入开发积累实际经验。