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。     

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曲线插补算法及加减速控制研究

针对复杂零件高速高精密加工的需求,提出了一种基于阿当姆斯微分方程的NURBS曲线实时插补算法。通过对算法的合理简化与近似,保证了算法的实时性。此算法基于轮廓误差和法向进给加速度控制,使进给速度能随曲线曲率自适应调整。与之相适应,配合此插补算法,利用NURBS曲线的对称性预测减速点,提出了一种新的插补前抛物线-直线-抛物线S形加减速控制方法。该方法具有位置精度高、速度无突变、过渡平滑、计算简便等优点。通过采用MATLAB对插补轨迹仿真和实例分析,证明了插补算法和加减速控制方法的正确、合理、有效性。     

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.     

基于NURBS曲线的五轴数控插补算法研究

针对复杂曲而实际加工中五轴线性插补存在的不足,研究一种基于双NURBS曲线的五轴联动插补算法,能有效提高零件加工效率与表面精度;同时.对插补前进行三次样条曲线加咸速处理,减小加速阶性变化对机床造成的往复振动;通过UG二次开发生成双NURBS样条代码实例,表明其具有显著的优越性.     

基于FPGA的NURBS曲线插补设计与实现

基于现场可编程门阵列(FPGA),以Cox-de Boor递推插补算法为基础,对NURBS曲线插补的FPGA实现方法做了深入探究。将基于Cox-de Boor的NURBS曲线插补映射到FPGA中实现,同时注重并行处理和流水线等基本设计技巧,相比基于PC或者DSP结构的串行计算,极大地提高了NURBS插补的运算速度。在不改变算法结构的前提下,该方法也可用于B样条曲线和Bezier曲线。仿真和实验结果表明,利用FPGA可显著改善NURBS插补的运算速度。     

基于速度前瞻控制的五轴NURBS曲线插补方法

在分析了最大加速度、进给速度约束以及曲线曲率变化等因素对数控加工过程影响的基础上,提出了一种基于速度前瞻控制的五轴NURBS曲线插补方法.该方法将五轴NURBS曲线插补划分为预处理和实时插补两个阶段,预处理阶段用于样条曲线表达式的计算、刀心点样条曲线按曲率变化的分段以及分割点处期望速度的计算,以减少实时插补阶段的计算量,使其能够满足数控系统对实时性的要求;实时插补阶段利用预处理阶段所得到的信息进行进给速度实时规划,以确保到达曲率较大或曲率突变点之前提前减速.最后对所设计的插补方法进行了仿真验证,验证结果表明本文所提出的方法可在保证加速度不超出限制的条件下保证加工的精度.     

NURBS曲线插补的运动规划与自适应速度插补

文章整合了以基于曲率速度插补算法与自适应速度插补规划算法,分析了NURBS曲线的特点和NURBS曲线插补的参数值的求取方法;构建了基于曲线几何特性与动力学特征插补器,几何模块提出如何决定NURBS曲线的速度尖点,并根据速度尖点信息将NURBS曲线划分为曲线段,依据弓高误差及曲线曲率规划进给速度;机床动力学模块依据每段曲线长度对加加速度控制,对于每段曲线采取相应的加减速控制规划,实现了基于S形速度曲线的加速度平滑处理,与传统插补方法相比,该插补器能够保持高速度和高精度加工性能,而且能够抑制在插补过程当中产生的轮廓误差和速度波动.     

基于S曲线加减速的NURBS实时插补前瞻控制方法

根据现有S曲线速度规划的插补算法,对影响机床加工的各种因素进行了分析,设计了一种基于动态前瞻的预测S曲线减速点的方法,解决了传统计算减速点存在的误差问题.本算法分为预处理和实时插补两部分,在预处理中将加工曲线按曲率的变化率进行分段,按段的类型进行实时插补,并且在段内进行动态前瞻,预测S曲线第三阶段起点.仿真实验结果表明,该插补算法能够在保证加工精度的前提下,实现速度和加速度的平滑过渡.     

基于NURBS曲面的五轴联动插补算法

文章提出了一种基于NURBS曲面的五轴联动插补算法。对于NURBS曲面,确定一个参数方向的一系列参数值,就可确定一系列的另一个参数方向的NURBS曲线。沿这些曲线逐条进行插补,就可实现对整个曲面的插补。在每个插补点,求出两个参数方向的切矢,确定出该点的曲面法矢,在假设刀控方向垂直于插补曲面的情况下求出两个旋转轴的运动,实现五轴联动插补。同时,利用NURBS曲线的局部性质来保证插补的实时性。     

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.     

基于Cox-de Boor递推的任意次NURBS曲线插补算法的研究与仿真

论文基于Cox-de Boor递推算法实现了任意次NURBS曲线的插补,利用差分插补方法来预估参数,结合机床实际加工过程中所必需满足的条件,将进给速度,机床最大加速度,最大弓高误差分别约束的参数进行比较,优化出最佳参数值,实现了速度自适应控制。论述了控制顶点、节点矢量、权因子对NURBS的影响,利用二分法线性搜索节点区间,给出了系统生成的NURBS曲线插补的NC代码形式,列出了整个插补算法的流程框图,在C++builder开发环境下完成了对任意次NURBS曲线的插补仿真,验证了算法的可行性。     

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。