基于De_Boor递推算法的速度自适应NURBS曲线分段插补算法研究

针对现有大多数NURBS曲线插补算法不能同时满足插补精度和机床加减速性能要求的问题,提出一种基于De_Boor递推算法的速度自适应NURBS分段插补算法。通过前瞻预处理完成插补分段和减速点确定,通过速度修正完成减速段最终插补。MATLAB仿真结果表明,该算法能够同时满足插补精度和机床加减速性能要求。     

基于轴加速度限制的NURBS曲线实时自适应插补算法

现有的NURBS曲线插补算法大多只关注合成加速度的平稳过渡,却忽略了各轴加速度是否超出电机的加减速能力.为了把弓高误差、各轴的速度及加速度同时限制在允许范围内,对现有限制合成加速度的自适应插补算法提出改进.算法主要包括两部分:预处理和实时插补.预处理首先对NRUBS曲线进行分段;接着在实时插补中设计了一个前瞻模块,对各分段曲线进行速度规划,使进给速度同时满足弓高误差和各轴加速度限制,并确定减速点.采用高性能处理器,使前瞻处理和插补计算同时进行,实现实时插补.最后通过MATLAB实例仿真,验证了算法的正确性和可行性.     

基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法

为提高NURBS曲线插补的运动平滑性,提出一种基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法。该算法通过使用四阶S曲线加减速求解NURBS曲线节点上的速度,首先分析最大速度、最大加速度和最大加加速度的可达性,同时考虑非对称四阶S曲线加减速模型,并对较短弧长的采用二分法寻找实际最大速度,规划出31种速度曲线类型,然后根据NURBS曲线参数和约束条件生成对应的速度曲线。仿真结果表明,与三阶S曲线加减速控制的NURBS曲线插补算法相比,所提算法的插补精度更高,加速度曲线光滑且加加速度曲线连续无突变,降低其运动过程中的柔性冲击。     

基于牛顿迭代法的NURBS曲线插补算法

通过分析数控机床加工中样条曲线插补原理,提出了一种基于牛顿迭代法的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法.该算法首先进行速度控制,保证了加工精度,然后利用牛顿迭代法来计算插补参数,避免了传统方法的大量求导运算.通过将二阶泰勒展开式化成简单的线性递推方程来预测插补参数的迭代初值,进一步减小了运算开销.仿真对比实验表明,该算法稳定性好,运算精度高,能够满足实时插补的要求,且能够将实时插补产生的速度波动限制到理想的水平.     

基于NURBS曲线的扩径头模块插补算法

在分析三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线原理的基础上,提出了NURBS曲线的实时插补算法.该算法通过插补预处理以及合理的近似计算,大大减小了插补计算的时间;并且列出了插补误差和进给步长自适应控制,从而实现高速高精度插补加工.     

NURBS曲线插补速度控制改进研究

泰勒一阶或二阶级数展开是NURBS曲线迭代插补的常用方法,该方法会导致弦长误差进而产生速度波动。NURBS曲线插补速度控制的难点在于曲线与参数u无精确的解析关系,为完成速度规划,需要以准确的速度控制为基础。提出在二阶泰勒展开法的基础上通过界定搜索领域并采用最小偏差法来精确求取插补点参数的改进方法,实现精确的速度控制,为加减速控制提供速度控制基础。实验结果表明:改进后的速度误差的均方差减小一半,速度控制精度提升一个数量级。     

高档数控机床NURBS曲线Newton Rapson迭代的插补算法

为了解决NURBS曲线在Taylor一阶、二阶展开式求解曲线插补坐标点ui+1,存在计算量大、插补时间长等问题,提出一种Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法。该插补算法可以减少插补计算量和插补时间,提高插补精度,并提高曲线加工的效率。仿真实验结果表明,Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法计算过程简单、切实有效,具有可行性和实用性,满足数控系统实时、高速、高效率插补的要求,在其他数控插补的过程中具有很强的借鉴意义。     

NURBS曲线插补在高速加工中的应用

高速加工是近年来迅速发展起来的一项先进制造技术,为了避免在高速加工中高曲率轮廓导致的工件过切和机床的异常振动,提出了一种实时的速度前瞻控制算法,通过采用NURBS样条曲线拟合,对离散加工路径的分析发现高曲率点,在速度变化敏感区确定最优化速度,并对加减速进行处理,实现了加工速度自适于加工路径的变化.     

基于双NURBS曲线的叶轮叶片工业机器人GMAW增材制造

以双NURBS曲线获得的直纹面广泛存在于各行业复杂零件中,如何实现复杂直纹面的增材制造一直是增材制造领域中极为关心的问题。以双NURBS曲线描述叶片模型,进一步获得直纹面,采用优化工艺参数,以GMAW方法实现了叶轮叶片的增材制造,增材获得的叶片完整,成形良好,表明以GMAW工艺实现双NURBS曲线叶片增材制造是可行的。为叶片模型构建、复杂形状叶片的电弧增材制造提供了新方法,对复杂形状零件增材制造过程控制具有借鉴意义。     

一种新的NURBS曲面自适应离散方法

开发了一种NURBS曲面自适应三角形离散的新方法。采用“二叉／四叉”树进行曲面递归分割，同时结合节点细化提高利用控制点网格检验平坦度的准确性。为建立分割点的三角形拓扑关系，提出了一种两步骤的阵列式平面点集三角剖分的新型算法。计算实例表明，本离散方法具有产生三角形数量少、网格形态好、速度快以及通用性强等优点。     

一种改进的NURBS插补算法

提出了一种NURBS曲线快速插补的改进算法.该算法综合考虑了在机床电机的加减速过程速度变化的特殊要求及加工过程中的精度要求和速度波动小等因素,具有计算速度快、精度高的特点.     

NURBS曲线数控加工中的一种逼近方法

根据自由曲线上测得的型值点,通过反求工程,构建了NURBS曲线,并详细分析了采用伸缩步长法直线段逼近NURBS曲线的过程,对逼近误差进行了分析,表明其满足加工曲线的要求.该计算方法简单,逼近精度较高.     

基于NURBS曲线自适应实时前瞻插补算法研究

为了提高数控机床的插补精度,在算法中引入轮廓误差和法向加速度作为约束条件,采用ADAMS微分方程迭代计算下一个插补点,通过预估—校正法校正迭代精度。采用前S型加减速控制进行速度规划,利用前瞻模块预测速度敏感点和计算减速点的位置,通过回溯法保证进给速度变化量符合机床加速度的要求。最后利用MATLAB对算法编写相应程序,仿真结果验证了该差补算法的有效性。     

基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法研究

为满足非均匀有理B样条曲线高速高精度插补加工的需要,针对目前参数曲线插补加减速控制方法的不足,常规直线加减速方法存在冲击,七段S曲线加减速方法算法复杂等问题,提出了基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法.该方法将高速加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的法向加速度等参数均考虑在内,而且合理地解决了插补前加减速控制中的减速点预测困难的问题.仿真结果表明,该方法能够保证加速度的连续,速度的平滑过渡,有效提高了系统的柔性,简化了算法.     

双三次NURBS空间曲面的插值研究

对由型值点定义的NURBS曲面进行反求计算,采用等参数法离散NURBS曲面得到NURBS曲线组,并以MATLAB 语言为算法核心、以VB6.0为平台,开发了曲面造型及逼近系统,最后通过实例验证了该方法的正确性.     

复杂曲面的NURBS插补算法

在高速高精的数控加工中,由于复杂曲面的曲率多变会引起轮廓误差增加、加速度增大、机床运行不稳定、工件表面质量下降等问题.作者采用改进的NURBS插补算法,根据自适应编程原理,实现轮廓误差自适应控制、加速度自适应控制、加减速度自适应控制等功能,既满足了高速高精加工中实时性好、精度高的要求,又解决了复杂曲面加工过程中由于曲率变化所引起的各种问题.     

椭圆曲线回转类零件NURBS插补算法研究

针对激光熔覆加工中椭圆曲线回转类零件,提出了利用NURBS曲线直接对椭圆曲线零件拟合、插补的算法。在NURBS曲线建模的理论基础上,利用一阶泰勒展开式对插补点进行迭代运算,结合可控弓高误差插补理论,对刀轨曲线进给速度进行了规划。插补加工实例说明,对于椭圆曲线回转类零件,所提出方法满足加工精度要求,达到了预期的加工目标。