NURBS曲线插补算法的研究

针对目前制造业对数控加工精度要求越来越高的要求,介绍-种改进后的NURBS曲线插补算法,以实例表明其高速、高精度性.     

STEP-NC数控系统的NURBS曲面插补方法

针对发展新一代STEP—NC数控系统的需求，对适合这类新型数控系统的NURBS曲面插补控制方法进行了研究，给出了该方法涉及的曲面信息处理、加工路径规划和实时轨迹插补算法。插补实例表明。所提出的方法可行。具有较高的精度和良好的实时性。可以满足高性能STEP—NC数控系统的要求。     

NURBS曲线修正插补算法的研究

NURBS曲线插补参数递推一阶、两阶求解比较复杂,加工误差较大。本文介绍一种NURBS曲线修正的插补算法,该算法不仅满足加工对精度方面的要求,同时也满足实时性的要求。最后,通过在matlab7.0上验证该算法是正确的,符合NURBS曲线插补的要求。     

基于STEP-NC的NURBS曲面插补方法研究

讨论了旧的数控编程接口标准ISO6983的缺点,研究了基于新数控编程接口标准STEP-NC的数控系统中的NURBS曲面插补技术.介绍了STEP-NC标准中关于NURBS曲面的描述,详细讨论了NURBS插补原理,插补预处理,NURBS曲面加工路径规划和实时插补轨迹生成算法,并给出了实例和仿真结果.NURBS曲面插补技术的研究为进一步研究STEP-NC数控系统奠定基础.     

新型并联机床数控系统插补算法的研究

提出一种用于新型并联机床的粗、精插补策略和算法 ,粗插补采用直接对加工曲面进行插补的方法。以NURBS曲线为例 ,运用合理计算方法推导出粗插补计算公式 ,并对粗、精插补进行了误差分析。插补实例结果表明 ,该插补算法具有恒速进给、加工表面轮廓误差易于控制等特点     

并联机床插补算法与原理性插补误差预估

以一种可实现 3平动自由度并联机床为例 ,提出粗、精插补策略与算法 ,并构造出由PVT和虚实非线性映射造成的原理性插补误差的预估模型。结果表明 ,若机床在中低速下运行 ,则原理性插补误差对精度的影响可忽略不计。     

复杂曲面实时插补系统的开发

介绍一个具有曲面插补功能的ＣＮＣ系统的硬件构成和软件结构。提出一个不同于一般粗插补和精插补的两步骤插补器结构,介绍其实现技术,解决了轨迹行终点减速区的预测判别问题。最后给出应用实例。     

NURBS曲线插补算法的研究

根据非均匀有理B样条曲线（NURBS）的定义,提出了一种NURBS曲线插补格式和方法.并通过对3次NURBS曲线插补在matlab6.5上运行仿真实验.实验表明,此种插补方法能够加工出符合要求的NURBS曲线.     

PC数控系统的NURBS曲面插补控制方法

针对提高复杂曲面数控加工精度和效率的需求,提出一种适合PC数控系统的NURBS曲面插补控制方法,给出信息处理与控制的实现机制、加工路径规划方法和刀具运动轨迹求解算法。插补实例表明,所提出的方法是可行的,不仅可保证插补点准确位于被插补曲面上,而且具有良好的实时性,可以满足高性能PC数控系统的要求。     

具有曲面直接插补加工功能的新型CNC系统

介绍了具有曲面直接插补加工功能的新型CNC系统的特点、结构、关键技术。     

CNC机床中的NURBS插补

基于ＮＵＲＢＳ的表达方法,构造了ＣＮＣ系统中实现ＮＵＲＢＳ插补的快速算法。     

实时快速NURBS直接插补技术

为了解决基于泰勒展开式的NURBS插补算法存在的速度波动问题,提高NURBS插补实时性,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。根据插补原理,提出了一种不同于泰勒展开式的插补计算方法,并研究了一种NURBS快速计算方法。在满足插补过程精度要求的前提下,由进给速度直接计算插补点坐标,并采用递推矩阵对NURBS进行快速求值求导计算,有效地减小了速度波动,而且提高了计算速度和插补实时性。仿真结果证明了该方法的可行性和有效性。     

新型并联机床的操作空间分析

本文分析了影响机床操作空间的主要因素,开发了机床操作空间边界的变步长搜索算法,同时以扩大操作空间为目标进行了机床结构设计,并以操作空间截面面积和体积作为评价准则,验证了球铰座倾斜安装的操作空间比平面安装的操作空间增加两倍以上。     

基于凯恩方程的新型并联机床动力学研究

新型并联机床是空间多环机构在机床领域的创造性应用,本文以凯恩方程为基础建立了该机床的封闭形式的动力学方程,该方程不使用动力学函数且不需求导运算,因而便于计算机实现,为对并联机床进行动态分析与设计提供了基础。     

数控机床NURBS曲线插补运动误差分析与仿真

介绍了NURBS曲线插补算法,并指出实现NURBS曲线插补的关键是,在插补周期内由进给步长求得曲线参数的增量.分析了数字伺服运动误差产生的原因,建立了伺服系统差分方程.在不同的进给速率和曲率半径条件下,对工件轮廓误差进行了仿真.仿真结果显示,数控机床NURBS插补的轮廓误差与进给速度及给定曲线的曲率半径有关.在大的进给速率或小的曲率半径条件下,伺服滞后所引起的轮廓误差是不可忽视的因素.     

双圆弧数值算法在NURBS曲线插补中的应用

复杂运动轨迹尤其是非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补技术,一直是高性能数控系统研究领域的热点。从样条曲线构造机理出发,分析了双圆弧逼近曲线基本原则,提出了一种构建NURBS曲线插补的技术方案。分析了NURBS曲线数学理论基础、双圆弧基本数值算法、参数曲线插补速度波动抑制若干策略。验证实验证明了该技术方案的可行性。     

Performance Evaluation of a Real-Time Interpolation Algorithm for NURBS Curves

This paper presents a real-time interpolation algorithm for NURBS curves. In contrast to the existing linear and circular interpolators, the proposed interpolator can maintain small contour errors and feedrate fluctuations. Feedrate components, acceleration components and the servomotor driving force for each axis are precalculated from the given curve shape and themachine tool dynamic properties. As a sudden change in the geometrical properties of the tool path can increase contour errors and cause a sudden change of driving force of each servomotor, a new strategy of variable feedrate machining based on the geometrical properties of tool path is suggested. Real-time performance measurement of this interpolator is performed to demonstrate its practical feasibility.     

并联机床工件自动定位

根据并联机床的几何约束条件 ,提出并联机床工件自动定位的算法。该算法简单实用 ,对一个复杂曲面可以自动找到其在并联机床工作空间中可以加工的位置。     

High accurate interpolation of NURBS tool path for CNC machine tools

Feedrate fluctuation caused by approximation errors of interpolation methods has great effects on machining quality in NURBS interpolation, but few methods can efficiently eliminate or reduce it to a satisfying level without sacrificing the computing efficiency at present. In order to solve this problem, a high accurate interpolation method for NURBS tool path is proposed. The proposed method can efficiently reduce the feedrate fluctuation by forming a quartic equation with respect to the curve parameter increment, which can be efficiently solved by analytic methods in real-time. Theoretically, the proposed method can totally eliminate the feedrate fluctuation for any 2nd degree NURBS curves and can interpolate 3rd degree NURBS curves with minimal feedrate fluctuation. Moreover, a smooth feedrate planning algorithm is also proposed to generate smooth tool motion with considering multiple constraints and scheduling errors by an efficient planning strategy. Experiments are conducted to verify the feasibility and applicability of the proposed method. This research presents a novel NURBS interpolation method with not only high accuracy but also satisfying computing efficiency.