Бу изилдөө, жогорку ылдамдыктагы CNC иштетүүдө кыса догрусал G01 инструмент жолу сегменттеринин бирлешимлеринда пайда болгон тангенс жана ийрилик сүрексизликлерини азалтмак үчүн реалдуу убакыттагы бир бурчту жумшартуу жана берүү ылдамдыгы интерполяция ыкмасы гелиштирийор. Йөнтем, хер курч бурчйи ики күбик Bézier өткөөл ийри сызыгыйле дагиштиререк инструмент жолунда G² геометриялык үзгүлтүксүздүк стармакламайы; ошол эле убакытда изин маалыматлен топлам орбита ката толерансыны жакындаштыруу катасы менен хорда катасы арасында дтармакытарак хассасийет чегины корумайы максатлыйор. Бу геометрик ишлем, жерк чектелген эки багыттуу лоок-ахеад ылдамдык пландашыйла бирлештирилийор.

Өнермененн ыкмасын негизги айырмаы, бурч геометрисини жана ылдамдык планламасыны бирбириндан бтармакымсыз ики маселе катары еле алмамасыдыр. Bézier өткөөл ийри сызыгынин максимум егрилиги аналитик катары хесапланыйор; бу ийрилик даха кийин хорда катасы, нормалдык ылдамдануу, ексен ылдамдык жана ылдамдануу чектери менен программаланган берүү ылдамдыгынын ортак кжылуулукты хâлине гелийор. Лоок-ахеад алгоритмасы мурун йолун сонундан башына догру артка сканерлөө йапарак изин маалыматлен ылдамдык профилини олуштуруйор, ардындан тток харекети йөнүнда алдыга сканерлөөйла жерк чектелген чыныгы интерполяция нокталарыны үретийор.

Үч бойутлу симуляция өрнегинда изилдөөчүлөр 0,05 мм'лик топлам позиция толерансы астында жакындаштыруу катасы, хорда катасы жана жалпы траектория катасынын чек үчүнда калдыгыны билдирийор. Герчек тезгâх валидациясында исе маске финиш инструмент жолундан сечмененн 225 ардышык сызыктуу сегмент үч ыкмале ишленмиштир. Лоок-ахеад кулланылмайан ыкмада 47,9 санийе, гана лоок-ахеад колдонулган ыкмада 18,6 санийе, өнермененн G²-үзгүлтүксүз бурчту жумшартуу жана лоок-ахеад интерполяторүнда исе 13,9 санийе иштетүү убактысы алынган. Изилдөөчүлөра ылайык бу болжол менен %70 жана %25 сүре азаюусына каршылык гелмектедир.

Түркия жагынан: Изилдөө, CNC контролөр программалык камсыздооы, өзел максатлы станоктор, калып ишлеме, хассас бет ишлеме жана йерли башкаруу системасы гелиштирме изилдөөлары жагынан методологиялык катары маанилендирмененбилир. Өзелликле көп сандагы кыса G01 сегмент ичерен ЖАМ инструмент жолдорунда гана лоок-ахеад ылдамдык пландашынын геометрик сүрексизлиги ортадан калдырмадыгыны гөстермеси маанилүү. Бирок изилдөөдөки сүре жана ката натыйжалары XK714 үч октуу тезгâх, белгилүү контрол чевримлери жана сечилмиш инструмент жолдору үчүн алынган. Түркия'даки ар түрдүү CNC контролөрлери, серво системалари, ексен динамиклери, тток геометрмененри жана ишлеме шарттарында алгоритманын ошол эле казанжы стармаклайажтармакы түздөн-түз чыкарыламаз; жергиликтүү тезгâх үстүндө йенидан валидация герекир.

G01 инструмент жолдорундаки курч бурчтар недан маселе олуштуруйор?

ЖАМ системалари кармашык бетлери чогу убакыт көп сандагы кыса догрусал парчайа бөлерек CNC системасыне G01 комутлары шеклинда гөндарир. Хер догрусал парчанын кенди кыймыл багыты вардыр. Ики сегмент кескин бир ачыйла бирлештигинда ттокын йөнү теорик катары анидан дагишир.

Бу бирлешим ноктасында гана конумун давам етмеси йетерли дагилдир. Тегет йөнүнда сүрексизлик булунурса ылдамдык жанактөрү анидан дагишмек истер; ийрилик да сыфырдан йүксек бир маание ани гечиш йапабилир. Герчек серво системасы бу идаал дагишими чыныгылештиремедиги үчүн берүү ылдамдыгында дүшүш, ылдамдануу далгаланмасы жана контур четтөөсү олушабилир.

Лоок-ахеад тек башына недан йетерли гөрүлмүйор?

Лоок-ахеад контролү гележек Г-код блокларыны мурундан анализ едарек тезгâхын бурчйе гелмедан уйгун түрдө жайлоосына жана кийинки сегмент үчүн йенидан ылдамдануусына йардым едар. Бу, хер бурчда тамамен дурмайа ылайык маанилүү бир гелишмедир.

Бирок изилдөөнүн вургуладыгы нокта, лоок-ахеад ылдамдык профилини иймененштириркен орижинал G01 инструмент жолундаки геометрик тангенс жана ийрилик сүрексизликлерини ортадан калдырмамасыдыр. Ошондуктан ылдамдык планламасы гелишсе бменен бурч геометриси кескин калмайа давам едар.

G¹ жана G² геометриялык үзгүлтүксүздүк арасындаки айырма недир?

Изилдөөдө G¹ үзгүлтүксүздүк, ики егринин бирлешиминдаки бирим тангенс йөнлеринин давамлы олмасы катары еле алынмактадыр. G² үзгүлтүксүздүк исе буна ек катары ийрилик жанактөрүнүн да бирлешим ноктасында сүрекли олмасыны геректирир.

Өнермененн чифт Bézier йапжылуулукнда сызыктуу сегменттен илк гечиш егрисине гирилдигинда ийрилик сыфырдыр. Ики Bézier ийри сызыгынин бирлештиги орта ноктада тангенс жана ийрилик маанилери бирбирине ешиттир. Икинжи Bézier ийри сызыгынин сонунда исе ийрилик текрар сыфыра инер жана кийинки сызыктуу сегменте бтармакланыр. Бөйлеже да йөн да ийрилик ани сычрама гөстермедан дагиштирилир.

Чифт күбик Bézier гечиши насыл курулуйор?

Бир бурч \(P_1P_2\) жана \(P_2P_3\) сызыктуу сегменттериндан олушсун. Бу сегменттерин бирим йөнлери \(T_1\) жана \(T_2\), араларындаки ачы исе \(\theta\) катары танымланыр. Изилдөөчүлөр бурчнин ики тарафында ешит өткөөл узундугу \(d\) кулланыр жана ики айры күбик Bézier ийри сызыгы пайда кылат.

Илк гечиш егриси:

\[ B_F(u)= \sum_{i=0}^{3} {3\choose i}B_{Fi}u^i(1-u)^{3-i}, \qquad 0\le u\le1 \]

башкаруу чекиттерийла:

\[ B_{F0}=P_2-dT_1 \]

\[ B_{F1}=P_2-0.5dT_1 \]

\[ B_{F2}=P_2-0.25dT_1 \]

\[ B_{F3}=P_2+0.125d(T_2-T_1) \]

шеклинда танымланыр.

Икинжи Bézier ийри сызыгы үчүн:

\[ B_{S0}=P_2+0.125d(T_2-T_1) \]

\[ B_{S1}=P_2+0.25dT_2 \]

\[ B_{S2}=P_2+0.5dT_2 \]

\[ B_{S3}=P_2+dT_2 \]

башкаруу чекиттери кулланылыр. Ики егри ортак орта ноктада бирлештиги үчүн бардык бурч тек, пүрүзсүз бир гечиш гиби давраныр.

Көше жакындаштыруу катасы насыл хесапланыйор?

Bézier ийри сызыгы чыныгы курч бурчнин үчүндан гечмедиги үчүн геометрик бир жакындаштыруу катасы олушур. Изилдөө бу катайы аналитик катары:

\[ \varepsilon= \frac{1}{4}d\sin\beta \le \varepsilon_{ap} \]

бичиминда жанармектедир. Бурада \(\beta=\theta/2\), \(d\) өткөөл узундугу жана \(\varepsilon_{ap}\) изин маалыматлен максимум жакындаштыруу катасыдыр.

Буна ылайык өткөөл узундугу:

\[ d= \min \left\{ 4\varepsilon_{ap}\csc\beta,\, \frac{1}{2}\|P_1P_2\|,\, \frac{1}{2}\|P_2P_3\| \right\} \]

менен чекландырылыр. Бу ифада Bézier гечишинин комшу сегменттерин физиксел узунлугуну ашмасыны да өнлемектедир.

Максимум ийрилик недан маанилүү?

Көшедаки максималдуу ийрилик, ттокын о аймакда не кадар ылдамдыклы харекет едабмененжегини түздөн-түз еткмененр. Йүксек ийриликте ошол эле берүү ылдамдыгыны корумак даха йүксек нормалдык ылдамдануу геректирир.

Изилдөө максимум егрилиги аналитик катары:

\[ \kappa_{\max} = \frac{8\sin\beta} {3d\cos^2\beta} \]

шеклинда елда етмектедир. Бу мааниин сайысал итерасйонла аранмасы герекмедиги үчүн изилдөөчүлөр ыкмасын реалдуу убакыттагы CNC колдонмосына даха уйгун олдугуну савунмактадыр.

Йаклашым катасы менен хорда катасы недан бирге еле алыныйор?

Көшейи жумшартуук геометрик жакындаштыруу катасы пайда кылаткен, CNC'нин параметрик егрийи хер үлгүлөө периодунда дүз бир интерполяция харекетийле такип етмеси да хорда катасына недан олур.

Бу ики ката өз-өзүнчө ошол эле толерансын астында тутулса бменен ошол эле йөнда бирикмелери дурумунда топлам инструмент жолу четтөөсы изин маалыматлен чеги ашабилир. Бу неданле изилдөө шу негизги шарты кулланмактадыр:

\[ \varepsilon_{ap}+\varepsilon_{ch} \le \varepsilon_{\max} \]

Бурада \(\varepsilon_{ap}\) жакындаштыруу катасыны, \(\varepsilon_{ch}\) хорда катасыны жана \(\varepsilon_{\max}\) топлам изин маалыматлен траектория толерансыны ифада едар.

Оптимал ката бөлүштүрүү насыл йапылыйор?

Изилдөө, ката бүтчесини ылдамдык кубаттуулуксини артыражак түрдө жакындаштыруу катасы жана хорда катасы арасында дтармакытан шу аналитикалык модельи кулланмактадыр:

\[ \varepsilon_{ch}= \begin{cases} A_{\max}T_s^2/8, & \varepsilon_{\max}\ge A_{\max}T_s^2/4 \\ \varepsilon_{\max}/2, & \text{diğer durumda} \end{cases} \]

\[ \varepsilon_{ap} = \varepsilon_{\max} - \varepsilon_{ch} \]

Бу ыкмада ката толерансы гана тактыгы белирлейен бир үст чек дагилдир; түздөн-түз гечиш егриси геометрисини жана изин маалыматлен бурч ылдамдыкыны белирлейен бир долбоор дагишкенидир.

Кайнакта ката тахтуман хесабыйла илгили маанилүү сайы уйушмазлыгы недир?

Үч бойутлу симуляция бөлүмүнда изилдөөчүлөр \(A_{\max}=5000\) мм/с², \(T_s=0,004\) с жана \(\varepsilon_{\max}=0,05\) мм кулланмактадыр. Кайнак текст:

\[ A_{\max}T_s^2/4=0,002 \]

олдугуну жана бундан:

\[ \varepsilon_{ch}=0,001\text{ mm}, \qquad \varepsilon_{ap}=0,049\text{ mm} \]

сонужунун чыктыгыны билдирмектедир.

Бирок ошол эле ширетүүта маалыматлен \(5000\) мм/с² жана \(0,004\) с маанилери Денклем (10)'да түздөн-түз кулланылдыгында \(A_{\max}T_s^2/4=0,020\) мм жана \(A_{\max}T_s^2/8=0,010\) мм елда едилир. Ошондуктан изилдөөнүн рапорланан 0,002 жана 0,001 мм ара маанилеринда он катлык бир аритметик же йазым уйушмазлыгы булунмактадыр. Бу Верианла метни кайнтармакын рапорладыгы маанилери дагиштирмемекте, бирок уйушмазлыгы ачык түрдө белиртмектедир.

Кириш катасы берүү ылдамдыгыны насыл чекландырыйор?

Бир параметрик егри үстүндөки ардышык интерполяция нокталары CNC тарафындан кыса догруларла бтармакландыгында егри менен бу кириш арасында геометрик айырма олушур. Изилдөөдө хорда катасына бтармаклы изин маалыматлен мененрлеме:

\[ f_i(u) \le f_{CE,i}(u) = \frac{2}{T_s} \sqrt{ \rho_i^2(u) - \left[\rho_i(u)-\varepsilon_{ch}\right]^2 } \]

катары хесапланмактадыр. Бурада \(\rho_i(u)=1/\kappa_i(u)\) жергиликтүү ийрилик радиусудыр.

Нормал ылдамдануу чеги насыл екленийор?

Егри бойунжа харекет едан тток үчүн борборжил/нормалдык ылдамдануу да чекландырылыр:

\[ f_i(u) \le f_{An,i}(u) = \sqrt{\rho_i(u)A_{\max}} \]

Бөйлеже бурч гечишиндаки максимум изин маалыматлен ылдамдык да хорда катасы да нормалдык ылдамдануу тарафындан ортак түрдө белирленир.

Ексенлерин физиксел чектери насыл хесаба катылыйор?

Тток ужу үчүн изин маалыматлен ылдамдык, тек башына геометрик йолун кубаттуулуксине ылайык белирленемез. КС, Й жана З ексенлеринин максимум ылдамдык жана ылдамдануу маанилеринин да ашылмамасы герекир.

Изилдөө параметрик егринин түревлерини кулланарак тток ужу берүү ылдамдыгыны ексен тезрына дөнүштүрүр. Хер ексен үчүн изин маалыматлен максимум ылдамдыкдан хесапланан чектер менен програмжынын жанардиги \(F_{cmd}\) мененрлеме комуту бирге маанилендирилир.

Нихаи уйгун ылдамдык:

\[ f_{acc,i}(u) = \min \left\{ f_{am,i}(u), \min_{\Lambda=X,Y,Z} \left( \frac{V_{\Lambda m}}{|k_{v\Lambda i}|} \right), F_{cmd} \right\} \]

шеклинда чекландырылыр.

Журватуре-Жонтинуоус Бложк каврамы недир?

Көшелер йумушатылдыктан кийин инструмент жолу гана Bézier егрмененриндан олушмаз. Орижинал догруларын кулланылмайа давам едан бөлүмлери менен гечиш егрмененри бир арада булунур.

Изилдөөчүлөр бунлары Журватуре-Жонтинуоус Бложк (CCB) йапылары хâлинда групландырыр. Изилдөөдө Лине–Bézier (ЛБ), Bézier–Лине–Bézier (БЛБ), Bézier–Bézier (ББ), Bézier–Лине (БЛ) жана гана Лине (Л) блок түрлери танымланмактадыр.

Блок чектери максималдуу ийрилик нокталарында олуштурулур. Бу нокталар ылдамдык планламасында локалдык минимум тезрын бекленебмененжеги критик конумлардыр.

Лоок-ахеад пенжереси насыл чалышыйор?

CNC системасы белгилүү сайыда гележек сызыктуу сегменти ФЫФО буферина алыр. Хер сегмент үчүн узунлук, йөн жанактөрү жана ардышык сегменттер арасындаки ачы хесапланыр.

Йумушатма ишлеми сонужунда бу догрулар CCB йапыларына дөнүштүрүлүр. Хер CCB'нин йай узунлугу жана максимум егрилиги хесапланарак ылдамдык планлама буферунда сакланыр.

Недан мурун артка сканерлөө йапылыйор?

Лоок-ахеад пенжересинин сонундаки ылдамдык сыфыр кабул едилир. Алгоритма йолун сонундан башлангыжына догру мененрлейерек тезгâхын маалыматлен жерк, ылдамдануу жана ексен чектери астында гележектеки жайлоойы убакытында чыныгылештиребилмеси үчүн бир терс лимит ылдамдык профили үретир.

Терс тарамада бир эле учурда:

• кириш ката чеги,
• нормалдык ылдамдануу чеги,
• тангенциалдык ылдамдануу чеги,
• жерк чеги,
• ексен ылдамдык жана ылдамдануу кубаттуулукси,
• программаланган берүү ылдамдыгы

маанилендирилмектедир.

Илери интерполяция ашамасында не олуйор?

Терс тарамайла алынган лимит профилинин ардындан чыныгы кыймыл багытында алдыга сканерлөө йапылыр. Ивме жерк чегина ылайык кадамели артырылыр же азалтылыр; хер үлгүлөө периодунда йени берүү ылдамдыгы хесапланыр.

Хесапланан ылдамдык артка сканерлөөдаки изин маалыматлен профили ашарса ылдамдык йенидан дүзенленир. Ардындан егри параметреси жана чыныгы интерполяция ноктасы хесапланарак КС, Й жана З ексенлерине йени харекет комуту гөндарилир.

Контрол архитектурасы чыныгы убакытда насыл уйгуланмыш?

Изилдөөнүн Шекил 6'сындаки система архитектурасы үч ана реалдуу убакыттагы милдети көрсөтөт:

Изилдөөдө реалдуу убакыттагы интерполяция убакытлайыжжылуулук 4 мс, жабык цикл позиция башкаруу убакытлайыжжылуулук исе 2 мс катары гөстерилмектедир.

Үч бойутлу симуляция насыл курулмуш?

Симүласйонда беш ноктадан олушан үч бойутлу инструмент жолу колдонулган:

\[ (0,0,0), (0.5,0,0), (1,0.4,0.4), (0.6,0.9,0.8), (0.1,0.9,0.8) \]

Координатларын бирими милиметредир.

Симүласйонда G² үзгүлтүксүздүк чыныгытен елда едилмиш ми?

Шекил 7'да үч бурчнин кырмызы Bézier чифтлерийле йумушатылдыгы үч бойутлу йол гөстерилмектедир. Шекил 8'да ийрилик йол бойунжа үч йумушак тепе олуштурмакта жана арадаки догрусал бөлүмлерда сыфыра инмектедир.

Бу график, геометрик егрилигин бурч чектеринда ани сычрамадан дагиштигини жана олуштурулан йолун G²-үзгүлтүксүз олдугуну көрсөтөт.

Топлам орбита катасы насыл маанилендирилмиш?

Шекил 11'да өнермененн ыкма менен Реф. [19]'даки NURBS интерполяция ыкмасы ошол эле үч бойутлу инструмент жолу үстүндө офлайн катары салыштырылган.

Өнермененн ыкмада жакындаштыруу катасы, хорда катасы жана бунларын олуштурдугу жалпы траектория катасы 0,05 мм'лик чек үчүнда калмыштыр. Каршылаштырылан NURBS ыкмасында исе ыкма жана кириш каталарынын өз-өзүнчө чекландырылмасы неданийле базы аймактарда топлам ката 0,05 мм чегины ашмыштыр.

Бу салыштыруунын серво көзөмөл катасыны ичермедиги айрыкча маанилүү. Изилдөө, учурдагы CNC платформаунун бардык серво көзөмөл катасы маалыматтарини еш убакытлы кайдадамемеси неданийле бу маанилендирмейи офлайн геометрик жана интерполяция ширетүүлы орбита катасы хесабыйла чыныгылештирмиштир.

Физиксел тезгâх тажрыйбаи ханги системада йапылды?

Симүласйон жана эксперименттик валидация XK714 үч октуу станокнда жүргүзүлгөн. Кулланылан ачык CNC платформасы ПЖ негиздүүдыр жана Виндовс КСП менен Вентурежом РТКС 6.1 чыныгы убакыт алтйапжылуулукны кулланмактадыр.

Шекил 6'да башкаруу архитектурасы ошондой эле ДСП+ФПГА табанлы мотион жонтроллер жард, ISA/PC104 маалымат йолу, ексен аналог чыкышлары жана енжодар кайтарым байланышсийле гөстерилмектедир.

Маске ишлеме тажрыйбаинин шарттары нелерди?

Үч интерполяция ыкмасы нейди?

Биринжи ыкма лоок-ахеад кулланмамакта жана хер сегмент бирлешиминда кубатлү жайлоо колдонмоктадыр. Икинжи ыкма лоок-ахеад менен гележектеки сегменттери маанилендиререк ылдамдык планламасыны иймененштирмекте, бирок G01 геометрисинин бурчтарини дагиштирмемектедир.

Үчүнжү жана өнермененн ыкма исе лоок-ахеад планламасыны G²-үзгүлтүксүз чифт Bézier бурч гечишлерийле бирге кулланмактадыр. Ошондуктан да геометрик сүрексизлик да ылдамдык планлама маселе ошол эле алгоритма үчүнда еле алынмактадыр.

Ишлеме сүреси не кадар азалды?

Табло 1'е ылайык лоок-ахеад булунмайан ыкмасын иштетүү убактысы 47,9 санийедир. Лоок-ахеад кулланылмасы сүрейи 18,6 санийейе дүшүрмүштүр. Өнермененн G²-үзгүлтүксүз бурчту жумшартуу жана лоок-ахеад интерполяторү исе ошол эле салыштырууда 13,9 санийейе улашмыштыр.

Кайнак бу сонужу лоок-ахеад булунмайан ыкмае ылайык болжол менен %70, гана лоок-ахеад ыкмасына ылайык болжол менен %25 сүре азаюусы катары рапорламактадыр.

Хыз профиллери насыл дагишти?

Шекил 14'те лоок-ахеад булунмайан ыкма хер кыса сегмент бирлешиминда берүү ылдамдыгыны сыфыра чок йакын маанилере дүшүрмектедир. Жерк чеги неданийле ылдамдык там катары сыфыра улашмаса да йогун бир ылдамдануу-жайлоо дөнгүсү олушур.

Йалныз лоок-ахеад ыкмасында бу дүшүшлер азалыр, бирок кескин G01 бурчтари хâлâ булундугу үчүн берүү ылдамдыгы айкын түрдө далгаланмайа давам едар.

Өнермененн ыкмада исе инструмент жолу геометриси да йумушатылдыгы үчүн берүү ылдамдыгы 1500 мм/мин комут мааниине даха узун сүре йакын калмактадыр.

Ивме давранышында не гөрүлдү?

Шекил 15'те лоок-ахеад булунмайан ыкмасын йогун ылдамдануу жана жайлоо харекетлери неданийле ен чоң ылдамдануу далгаланмаларыны олуштурдугу көрүнөт.

Лоок-ахеад бу далгаланмалары азалтмактадыр. Бирок өнермененн G²-үзгүлтүксүз интерполяторда тангенс жана ийрилик сүрексизликлеринин ортадан калдырылмасыйла ылдамдануу профили дагы жылмакай абалга гелмиштир.

Изилдөөнүн реалдуу убакыттагы колдонмо иддиасы нейе дайаныйор?

Авторлор жакындаштыруу катасы жана максимум Bézier егрилигинин капалы аналитикалык туюнтмаларле хесапланмасыны маанилүү гөрмектедир. Бөйлеже хер бурч үчүн итеративдүү сплине фиттинг же ийрилик арамасы йапылмасына герек калмадан герекли геометрик кжылуулуктлар елда едмененбилмектедир.

Хата бөлүштүрүүы да интерполяциядан мурун аналитик катары хесапландыгы үчүн алгоритманын онлайн CNC контролүнда кулланылабмененжек бир йапыйа сахип олдугу савунулмактадыр.

Изилдөөнүн колдогон натыйжалар

• Чифт күбик Bézier өткөөлдөрү, изилдөөдө колдонулган инструмент жолдорунда G² геометриялык үзгүлтүксүздүк стармакламыштыр.
• Йаклашым катасы менен хорда катасыны ортак топлам ката модельи астында маанилендирмек, үч бойутлу симуляцияда жалпы траектория катасыны 0,05 мм толеранс үчүнда тутмуштур.
• Жерк чектелген лоок-ахеад планлама ексен жана ийрилик кжылуулуктларыны ылдамдык профилине бирге актарабилмектедир.
• Маске өрнегинда лоок-ахеад тек башына иштетүү убактысыни чоң өлчүда азалтмыштыр.
• Лоок-ахеад менен G² бурчту жумшартуунын бирге кулланылмасы, ошол эле 225 сегмент салыштыруусында ен кыса сүрейи жанармиштир.
• Өнермененн ыкма, тажрыйбада мененрлеме жана ылдамдануу профиллерини дигер ики ыкмае ылайык дагы жылмакай абалга гетирмиштир.

Изилдөөнүн дастмуунедиги же хенүз валидациядыгы натыйжалар

• 13,9 санийелик натыйжа бардык CNC инструмент жолдорунда ошол эле катышда убакыт казанжы стармакланажтармакыны гөстермез.
• Изилдөө беш октуу CNC үстүндө эксперименттик валидация йапмамыштыр.
• Физиксел тажрыйбада топлам серво көзөмөл катасы түз өлчөнгөн эмес.
• Топлам орбита ката салыштыруусы офлайн хесапламайа дайанмактадыр.
• Денейсел валидация тек бир темсилî маске инструмент жолу өрнегидир.
• Тижари CNC контролөрлеринин йерлчек смоотхинг фонксийонларыйла түздөн-түз эксперименттик бенжхмарк чыныгылештирилмемиштир.
• Сербест бичимли, чок йүксек ийриликли же даха курч бурчли гениш бир инструмент жолу сетинда истатистиксел валидация йапылмамыштыр.
• Кайнакта маалыматлен симуляция ката тахтуман ара маанилери, ошол эле бөлүмда маалыматлен \(A_{\max}\) жана \(T_s\) менен аритметик катары там уйушмамактадыр.

Изилдөөнүн Йөнтеми жана Булгулары

Изилдөө долбоору

Изилдөө аналитик ыкма гелиштирме, сайысал симуляция жана физиксел CNC иштетүү тажрыйбаи олмак үзере үч ашамалы бир валидация йапжылуулукна сахиптир.

Илк ашамада ики күбик Bézier ийри сызыгындан олушан G²-үзгүлтүксүз бурч гечиши түретилмиш; жакындаштыруу катасы жана максималдуу ийрилик жабык формада эсептелген. Икинжи ашамада топлам траектория толерансы жакындаштыруу катасы жана хорда катасы арасында дтармакытылмыш, ардындан жерк чектелген эки багыттуу лоок-ахеад интерполяторү олуштурулмуштур. Үчүнжү ашамада ыкма мурун үч бойутлу сентетик йол үстүндө симүле едилмиш, ардындан чыныгы үч октуу CNC системасында маска иштетүү өрнегийле даненмиштир.

Алгоритманын негизги компоненттери

Үч бойутлу симуляцияун ана табылгалары

Кайнакта үч Bézier гечиш чифти олуштурулан сыноо йолунун егрилиги сүреклидир. Шекил 9, чыныгы мененрлеме профилинин да кириш/нормалдык ылдамдануу негизгили гечиш ылдамдыкынын да да ексен кубаттуулуксиндан хесапланан максимум уйгун ылдамдыкын астында калдыгыны көрсөтөт. Шекил 10'да ексен ылдамдануу чектеринын ашылмадыгы гөстерилмектедир.

Шекил 11a'даки офлайн ката анализи, өнермененн ыкмасын жакындаштыруу катасы, хорда катасы жана жалпы траектория катасыны 0,05 мм чеги үчүнда туттугуну көрсөтөт. Реф. [19] менен йапылан салыштырууда исе ката компоненттердинин айры чекландырылдыгы ыкмасын базы жергиликтүү аймактарда топлам толерансы ашабилдиги билдирилген.

Физиксел ишлеме тажрыйбаинин ана табылгалары

Өнермененн ыкма ширетүүта биринжи ыкмае ылайык болжол менен %70 жана икинжи ыкмае ылайык болжол менен %25 даха кыса иштетүү убактысыйле рапорланмыштыр.

Денейин каныт чеги

Денейсел бөлүм, өнермененн ыкмасын физиксел CNC системасында уйгуланабилирлигини жана иштетүү убактысы менен харекет дүзгүнлүгү үстүндөки еткисини көрсөтөт. Буга каршы чыныгы серво көзөмөл катасынын там убакыт сериси кайдадмененмедиги үчүн тезгâх үстүндөки топлам контур хассасийетинин салыштыруусы түздөн-түз эксперименттик катары йапылмамыштыр.

Бу неданле “даха ылдамдыклы жана дагы жылмакай харекет” сонужу физиксел тезгâх тажрыйбаийле; “жалпы траектория катасынын 0,05 мм үчүнда калмасы” сонужу исе изилдөөнүн симуляция жана офлайн ката хесабыйла дастекленмектедир. Ики каныт түрү бирбиринин йерине кулланылмамалыдыр.

Гележек изилдөө аланлары

Изилдөөчүлөр ыкмасын эркин формадагы, йүксек ийриликли жана курч бурчли даха гениш инструмент жолу групларында сыноо едилмесини; Б-сплине/NURBS жана коммерциялык CNC смоотхинг фонксийонларыйла түздөн-түз бенжхмарк йапылмасыны жана алгоритманын беш октуу ишлеме системаларине генишлетилмесини сунуштайт.

Беш ексенли узантыда гана тток ужу конуму дагил, инструмент багыты егрмененринин да еш убакытлы катары йумушатылмасы жана сенкронизе едилмеси герекежектир.

Булак жана метод эскертүүсү

Там өзгүн изилдөө ады: Жорнер Смоотхинг витх Феедрате Ынтерполатион фор Хигх-Спеед Мажхине Тоолс

Авторлор: Хаовен КСуе; КСиаойонг Ли; Схижинг Ву; Лианг Лианг.

Йазар сырасы: Кайнактаки сыра айнен сакталган.

Еш каткы/тең биринчи автор: Кайнакта тең салым бейаны булунмамактадыр.

Сорумлу йазар: Лианг Лианг.

Курум 1: Сжхоол оф Повер анд Межханижал Енгинееринг, Вухан Унижанарситй, Вухан 430072, Жхина.

Курум 2: Сжхоол оф Роботижс, Вухан Унижанарситй, Вухан 430072, Жхина.

Кайнак түрү: Изилдөө макалеси.

Хакемлик дуруму: Хакем маанилендирмесиндан гечмиш жана йайымланмыш изилдөөдыр.

Акадамик едитөр: Йувен Сун.

Дерги: Machines.

Йайыневи: MDPI, Басел, Свитзерланд.

Жилт / сайы / макале нумарасы: 14 / 6 / 608.

Алынма тарихи: 24 Нисан 2026.

Ревизйон тарихи: 26 Майыс 2026.

Кабул тарихи: 26 Майыс 2026.

Йайын тарихи: 28 Майыс 2026.

DOI: 10.3390/machines14060608

Ресмî жарыялоо байланышсы:https://doi.org/10.3390/machines14060608

Лисанс: Жреатижана Жоммонс Аттрибутион (CC BY).

Финансман: Изилдөө Натионал Натуре Сжиенже Фоундатион оф Жхина тарафындан Но. 52075392 дастегийле финансе едилмиштир.

Вери еришмененбилирлиги: Авторлор макаледа колдонулган маалыматтарин шу анда кулланыма ачык эмес экенин белиртмектедир.

Чыкар чатыршмасы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы эмес экенин бейан етмектедир.

Йазар каткылары: Хаовен КСуе эксперименттик маалымат топлама жана текст контролүндан; КСиаойонг Ли тажрыйба долбоору жана тажрыйба натыйжаларынын анализиндан; Схижинг Ву изилдөө каврамынын өнерилмеси жана йазым организасйонунун координасйонундан; Лианг Лианг макале йазымы, оңдоо жана тажрыйба натыйжаларынын анализиндан башлыжа суроомлу катары белгиленген. Түм авторлор йайымланан сүрүмү окуйуп онайламыштыр.

Деней системасы: Симүласйон жана физиксел валидация үч октуу XK714 станокнда колдонулган ПЖ негиздүү ачык CNC системасыйле жүргүзүлгөн. Систем Виндовс КСП жана Вентурежом РТКС 6.1 чыныгы убакыт алтйапжылуулукны кулланмактадыр.

Каныт айрымы: Маске ишлеме тажрыйбаи берүү ылдамдыгы, ылдамдануу давранышы жана иштетүү убактысыни физиксел тезгâхта маанилендирмиштир. Топлам орбита ката салыштыруусы исе там серво такип маалыматси кайдадмененмедиги үчүн офлайн хесапламайа дайанмактадыр.

Кайнак ичи сайысал тутарсызлык: Симүласйон бөлүмүнда \(A_{\max}=5000\) мм/с² жана \(T_s=0,004\) с маалыматлмесине ртармакмен ширетүү \(A_{\max}T_s^2/4=0,002\) жана буна бтармаклы катары \(\varepsilon_{ch}=0,001\) мм билдирмектедир. Айны параметрелерин йайымланмыш Денклем (10)'да түздөн-түз кулланылмасы сырасыйла 0,020 жана 0,010 мм маалыматр. Верианла метни бу уйушмазлыгы сессизже оңдоомиштир; кайнтармакын рапорланан ката маанилери кенди тажрыйба анлатымы үчүнда сакталган.

Темел методологиялык чектөөлөр: Денейсел валидация тек бир темсилî маска иштетүү инструмент жолуна дайанмактадыр. Серво такип катасы ексиксиз кайдадилмемиштир. Тижари CNC смоотхинг алгоритмаларыйла түздөн-түз эксперименттик кыйаслама булунмамактадыр. Тест системасы үч октуудир; беш октуу конум-йөнелим синхрондоштурууу ырасталган эмес. Даха гениш эркин формадагы, йүксек ийриликли жана курч бурчли инструмент жолу сетлеринда илажана валидация герекмектедир.

Билимсел ичерик чеги: Бу Верианла метниндаки алгоритма, теңдемелер, симуляция параметрелери, тезгâх билгмененри, ишлеме шарттары жана натыйжалар инжеленен изилдөөйа дайанмактадыр. Дыш ширетүүлардан йени тажрыйба же натыйжалуулук сонужу екленмемиш; дыш валидация гана библийографик жарыялоо кимлиги үчүн колдонулган.