EPS快速成形系统中平面图元插补的实现

简要探讨了直角坐标下典型平面图元即直线和圆弧插补理论,进而对常用的DDA直线插补算法和一种改进的逐点比较圆弧插补算法进行了介绍,在此基础上,针对一种步进电机控制的线热源EPS快速成形系统,用单片机实现了直线和圆弧的插补。     

基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划

针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题，设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束，将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型；建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型，并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机械手实时控制平台上进行了实验验证。结果表明:该算法可实现在路径长度约束下速度和加速度的自动调整；该算法可保证机械手末端加速度连续，有效减少冲击。     

五轴高速高精加工的新型插补算法的研究

传统CNC系统提供的直线和圆弧插补功能不能满足曲线和曲面造型的加工要求.本文针对当前五轴高速高精加工复杂轮廓零件的需求,设计一种新型的四元数-五次样条插补算法.具有该插补功能的CNC系统在进行加工时,不仅缩短了程序处理时间,而且改善了速度、加速度和有限加加速度的平滑程度.将算法在MATLAB中进行仿真实验,实验结果证明了该算法的可行性和可靠性.     

一种快速直线脉冲增量插补算法

提出了一种应用于数控加工的快速空间直线脉冲增量插补算法。该算法在插补过程中只进行整数运算,每次插补计算可以得到两个进给步的三坐标轴进给脉冲增量。提高了直线插补的运算效率,而误差小于0. 707个脉冲当量。     

数控加工中螺旋插补功能的使用

螺旋插补功能是各类加工中心的数控系统所具有的一个基本功能，在加工编程中灵活使用此功能可以给编程者提供解决某些加工需要的特殊手段。这里结合笔者在工作中的实际经验，介绍几种螺旋插补功能的使用方法。一、利用螺旋插补功能加工螺纹螺旋插补功能实际上是由X-Y平面内的圆弧插补运动（G02和G03）和Z轴的直线插补合成的运动，因此，具有圆弧插补功能的机床都是可以3轴以上联动的设备。利用螺旋插补实现螺纹加工实际上就是使用成型的螺纹铣刀沿螺旋插补轨迹进行铣削加工的过程。图1所示的是铣螺纹加工示意图。图2为刀具运动轨迹轴向投…     

切割线法圆弧插补新算法的设计与实现

插补运算速度、进给速度和插补精度是圆弧插补算法中最重要的指标,虽然圆弧插补算法有很多种,但在进给速度和插补精度上都不是很理想.现在提出了一种切割法圆弧插补新算法,这种圆弧插补算法计算简单,不仅插补运算速度明显提高,同时在保证插补精度的前提下,进给速度也得到了显著的提高.     

数控系统控制程序中的插补算法

本文介绍了一种基于8088处理机的数控系统中的插补软件,它由直线插补和圆弧插补两部分组成。同时介绍了速度弦的概念及其在插补算法中的应用。此算法可用宏汇编语言实现。     

多关节机器人空间运动轨迹的计算理论与处理算法

本文介绍了多关节机器人空间运动轨迹的计算理论与处理算法,阐述了坐标变换、直线和圆弧插补等关健问题,并给出了处理流程图。     

六自由度喷涂机器人插补算法的研究

在分析喷涂机器人运动控制系统架构的基础上,提出基于可编程多轴控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)的开放式运动控制系统的喷涂机器人轨迹插补算法.主要研究在笛卡儿空间规划中直线和圆弧的插补算法.同时,介绍在vs.net平台上,基于组件技术实现轨迹插补算法,并进行仿真.仿真结果表明本文研究的插补算法满足工业要求.     

基于STEP-NC的CNC系统中NURBS插补技术研究

STEP-NC是一个用来实现CAD/CAM与CNC系统间数据交换的接口标准,基于STEP-NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一,该系统不但具有直线和圆弧插补功能,而且还具有样条曲线插补功能。为此设计了一个统一的基于NURBS样条曲线插补的通用插补器,并开发了一种基于等弧长的插补技术和插补算法。最后通过仿真和实例加工验证了该算法的有效性和可靠性。     

多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法

针对轨迹规划时采用首尾速度为零的加减速控制方法中存在的频繁启停,以及末端执行器在插补过程中加速度过渡不平滑等问题,提出了一种基于非对称S形加减速控制的多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法.该算法在相邻轨迹段间采用圆弧模型对衔接拐角处平滑过渡,在给定轨迹衔接点坐标和过渡圆弧半径等参数的情况下,规划出衔接圆弧处的最优速度.对插补算法中归一化因子的求解,采用一种新型柔性加减速控制算法,该算法由余弦加减速曲线在直线形加减速曲线上拟合而成,减少了余弦加减速算法的运算量,保证了加速度控制的平稳性.试验结果表明,该算法可以实现多轨迹段衔接处的圆滑过渡,保证运动速度的平滑度与连续性,有效提升了末端执行器的运行效率.     

Collision-Free Cartesian Trajectory Generation Using Raster Scanning and Genetic Algorithms

An algorithm for Cartesian trajectory generation by redundant robots in environments with obstacles is presented. The algorithm combines a raster scanning technique, genetic algorithms and functions for interpolation in the joint coordinates space in order to approximate a desired Cartesian curve by the robot's hand tip under maximum allowed position deviation. A raster scanning technique determines a minimal set of knot points on the desired curve in order to generate a Cartesian trajectory with bounded position approximation error. Genetic algorithms are used to determine an acceptable robot configuration under obstacle avoidance constraints corresponding to a knot point. Robot motion between two successive knot points is finally achieved using well known interpolation techniques in the joint coordinates space. The proposed algorithm is analyzed and its performance is demonstrated through simulated experiments carried out on planar redundant robots.     

基于FPGA的实时Pythagorean Hodograph曲线运动控制器的设计

提出了一种采用SOPC技术在单个FPGA芯片上构建的新型实时PH曲线运动控制器的架构;该运动控制器在QuartusⅡ9.0中设计,由一个NiosⅡ软核处理器和多个功能模块构成;它通过采用二次插补方式以减少PH曲线插补的计算量;NiosⅡ处理器执行主控程序和PH曲线粗插补算法,FPGA硬件逻辑执行精插补算法并输出两组用于控制执行机构(XY工作台)的控制脉冲;实验数据表明,该运动控制器完成恒进给速度的单次PH曲线插补的平均耗时均小于2ms,终点坐标的定位误差均低于0.0079mm。     

基于LMedS&LS的全局运动估计算法

针对全局运动估计过程常伴有局部运动的问题,提出一种基于LMedS&LS的全局运动估计算法.通过获取相邻2帧图像上对应特征块的坐标,将该算法应用到仿射变换模型中,估计出全局运动参量,并根据运动参量采用双线性内插法完成图像配准.实验证明,该算法相对于LMedS算法在精确度和实效性2个方面都有改进.     

ERROR SPACE MOTION CONTROL METHODOLOGY FOR COMPLEX CONTOURS

Motion control is a critical component of many engineering systems (e.g., manufacturing, robotics). Most systems have standard interpolation and control schemes for linear and circular contours; therefore, complex contours are often decomposed into a series of line segments and circular arcs. However, there are discontinuities where the line segments and arcs are joined together, and time to complete the contour is substantially increased when acceleration/deceleration interpolation schemes are employed. A motion control scheme known as the error space motion control methodology is proposed in this paper to design servomechanism motion control systems that may be utilized for complex contours. The error space motion control methodology is applied to a two‐axis motion control system and simulation studies are conducted for linear, circular, elliptical, and limacon contours. The results demonstrate the excellent tracking ability of the proposed error space motion control methodology and its utility for complex contours.     

视频标准帧速率上变换的自适应运动补偿方案

提出了一种自适应的运动补偿方案，首先利用预测三步搜索算法进行运动估计，由于此运动估计算法能够很好地利用运动向量的时空相关性．从而能得到更加平滑的运动向量场。其次．为了能够抑制运动向量场中个别奇异向量以及块匹配算法所固有的块效应问题，对向量场进行中值滤波，并采用了一种特殊的向量分配算法。方案的最后一个环节是运动补偿插值，它综合考虑插值帧的局部图像质量以及全局图像质量，利用一种白适应性较强的中值滤波操作来达到一定的综合效果。实验结果证明，此算法与运动补偿时间插值(MCTI)算法相比，插值得到的图像更加平滑，而且，两者的信噪比指标对比也充分说明了本算法的优越性。     

增强现实系统中磁力跟踪注册的精确性研究

为进一步提高增强现实系统的三维注册精度,分析了磁力跟踪系统误差产生原因,在坐标变换校正法的基础上,提出了一种自适应网格线性插值校正法,对跟踪器进行校正.该方法首先将系统所用的整个三维空间划分为空间网格,再建立磁力坐标与真实坐标的对应表,然后对网格进行自适应重划分,最后利用线性插值法对实时磁力坐标进行校正.对该方法进行了详细的分析说明,进行了相关实验,实验结果表明,该方法能够显著提高增强现实系统的跟踪精确度,使虚实结合更自然.     

Estimating nonmeasurable coordinates of elastic oscillations for large space constructions with a gyroforce engine

We develop a mathematical model for the angular motion dynamics of a large-scale space construction with a gyroforce engine, in which coordinates of the construction’s elastic oscillations are fully observable. This lets us design a joint estimation algorithm for angular motion coordinates and elastic oscillations for orientation control and angular stabilization of the construction in question. We show mathematical modeling results for the synthesized estimation algorithm that support its high accuracy, convergence, and stability.