數控系統(tǒng)復雜曲線曲面插補技術研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展,復雜曲面的產品越來越多,人們對其加工精度的要求也越來越高。但目前國內的數控系統(tǒng)大多僅具有圓弧和直線兩種插補方式,進行復雜曲面加工時通常采用離線式逼近刀具軌跡的加工方式,將曲線劃分成微小直線段,利用直線插補來擬合。為滿足精度要求,生成的微小直線段數量巨大,直接導致數控系統(tǒng)傳輸負擔較重,同時刀具在每個程序段均需進行加減速,嚴重影響加工效率。
　　 本文深入分析了非均勻有理B樣條(Non-Uniform Ratio

2、nal B-Spline,NURBS)曲線的性質、相關參數計算方法,對NURBS曲線曲面直接捅補算法進行了系統(tǒng)的研究。首先,利用前、后差分結合代替微分的方法,通過對初始迭代式改進得到了參數快速遞推式,通過插補預處理與近似計算,綜合考慮輪廓誤差控制和進給加速度控制,實現了動態(tài)變步長的自適應NURBS曲線插補方式。可使機床在滿足誤差要求的前提下,以最大化進給速度對零件進行插補加工,實現插補精度和插補速度的優(yōu)化,提高加工質量和效率。
　

3、　 其次,在加減速控制方面,本文利用NURBS曲線的對稱性進行實時插補減速點的預測,提出了插補前拋物線一直線一拋物線S型加減速控制方法。其具有位置精度高、速度過渡平滑等優(yōu)點,并且改變了原有控制方法的以弦線代替弧線、每插補一步都要進行繁瑣的曲線弧長計算的情況,有利于提高插補精度和實時性。最后,基于本文所提山的NURBS曲線直接插補算法和S型加減速控制,使用MATLAB編程語言開發(fā)了一款NURBS曲面插補軟件,采用刀觸點生成刀具路徑,與傳