實時前瞻的NURBS曲線插補(bǔ)算法研究.pdf

1、數(shù)控系統(tǒng)（CNC）的應(yīng)用在當(dāng)今加工制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。提高進(jìn)給速度和加工精度對數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。插補(bǔ)模塊是整個數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的核心，插補(bǔ)算法的選擇直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的加工精度和速度。NURBS曲線是描述工業(yè)產(chǎn)品幾何形狀的一種重要表達(dá)方式，基于NURBS曲線的插補(bǔ)技術(shù)能適應(yīng)各種復(fù)雜曲線曲面的加工，有效提高零件的表面質(zhì)量。因此，對NURBS插補(bǔ)算法進(jìn)行研究具有十分重要的意義。
　　本文的主要工作和成果如下：

2、　?。?）詳細(xì)地介紹了NURBS曲線的定義、表達(dá)形式、性質(zhì)及其相關(guān)參數(shù)的計算方法。在考慮輪廓誤差控制和進(jìn)給加速度影響的前提下，采用二級泰勒展開法進(jìn)行下一插補(bǔ)點(diǎn)的參數(shù)迭代計算，并輔以參數(shù)精度的預(yù)估校正，實現(xiàn)優(yōu)化后的NURBS曲線自適應(yīng)插補(bǔ)算法。
　?。?）S型加減速控制方法具有位置精度高、速度無突變及速度與加速度過渡平滑等優(yōu)點(diǎn)，本文詳細(xì)介紹了一種軌跡特征為“拋物線-直線-拋物線”的S型加減速控制方法，分析了S型加減速算法的控制流程，

3、實現(xiàn)了NURBS曲線自適應(yīng)插補(bǔ)算法的預(yù)先加減速規(guī)劃。
　　（3）在NURBS曲線自適應(yīng)插補(bǔ)算法和S型加減速控制方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種優(yōu)化后的參數(shù)曲線前瞻控制算法。此算法根據(jù)參數(shù)曲線的曲率自適應(yīng)地調(diào)整插補(bǔ)速度，并且根據(jù)相鄰插補(bǔ)點(diǎn)的速度差值分析和比較加工路徑上的速度敏感點(diǎn)，在前瞻路徑上對速度進(jìn)行統(tǒng)一加減速規(guī)劃，在滿足加工精度及機(jī)床加減速性能的同時，實現(xiàn)速度和加速度的平滑過渡。
　?。?）利用MATLAB軟件進(jìn)行插補(bǔ)算法的計算機(jī)