NURBS曲线S形加减速寻回实时插补算法

针对高速高精加工中传统的NURBS算法沿曲线方向进行单一插补时,曲线的弧长与参数之间无精确的解析关系、进给速度又总是受到非线性变化的曲线曲率约束,导致基于S型加减速进行NURBS插补时,曲线长度的实时计算以及对减速点的预测十分困难,无法获得曲线余下部分的速度约束信息,而且在进行实时插补的过程中可能出现计算负荷过大、导致数据饥饿的现象,影响整个系统的实时性。针对以上问题,提出了一种寻回插补实时算法。该算法不依赖于曲线弧长的精确计算,采用正向与反向同步插补的方法。在前瞻插补模块中先对曲线进行逆向插补,确定正反向插补的校验点,以及正向插补所需的相关信息;在实时插补模块中,通过对比校验点的速度,判断是调用逆向插补的数据还是继续进行正向插补,从而实现满足速度约束条件的最优插补。该算法无须求解高次方程并可以保证以确定的速度通过曲率极值点和曲线终点,很好地保证了插补过程中的实时性。通过插补实例证明了算法简单高效、适应性以及实时性好,能够满足高速高精度数控加工的要求。

曲面实时插补无干涉刀轨的生成方法

提出一种数控加工中曲面实时插补无干涉刀轨生成方法。该方法既能在加工中实时产生无干涉刀位轨迹 ,同时也能方便地确定因避免产生干涉而出现的切不足区域 ,以便该区域的后续加工。

基于实时插补的五轴加工非线性误差控制

五轴联动加工线性插补运动时,因旋转轴的影响,机床控制点的运动将使刀具中心偏离编程轨迹,产生非线性误差.以刀具工作台混合型五轴机床为例,在分析该类型五轴加工中非线性误差形成理论基础上,提出一种基于实时插补的非线性误差控制方法,在基于进给速度规划的轨迹插补之后,对插补中相邻插补点之间的非线性误差进行控制.最后通过仿真分析对该方法进行了验证.

基于Gauss-Legendre求积的参数曲线实时插补

提出一种基于 Gauss- Legendre求积和多项式插值的复杂参数曲线 (包括高次多项式曲线、Bezier曲线、B样条曲线、NURBS曲线等 )实时插补算法 .该算法分插补预处理和实时插补两大部分 ,首先通过分段 Gauss- Legendre求积公式计算曲线的弧长 ,然后将曲线按参数范围等分成若干区间 ,建立等分点参数值与弧长的对应表 ,再按多项式插值的方法计算各插补周期末的曲线参数值 .文中还对曲线插补中进给速度平滑控制和减速点参数值的预测作了详细分析 .对扩充数控系统的轨迹控制功能 ,简化零件程序 。

三次B样条曲线恒速进给实时插补算法的研究

基于时间分割和曲线矢量表示 ,推导出三次 B样条曲线参数非均匀分割的实时插补算法。该算法不仅使插补动点位于曲线上 ,而且参数域的非均匀分割使实时插补过程中插补速度保持恒定。实时插补一方面大大减少 CAD系统与 CNC数控系统间的几何信息传递 ,有效缓和零件快速、高精度加工与通讯加载间的冲突 ,另一方面插补速度波动和轮廓误差比传统

NURBS曲线实时插补算法研究

提出了一种包含插补误差和进给加速度实时监控的NURBS曲线实时插补算法,该算法有效的避免了曲线求导和曲率的复杂计算。运用参数的对分法预估下一插补点,极大限度简化了插补的实时计算,保证了算法的实时性。

CNC参数曲线实时插补进给速度控制方法

通过分析数控加工中参数曲线的实时插补原理和进给速度控制原理,指出了Taylor展开算法和"参数-弧长"分段拟合算法用于参数曲线的实时插补具有理论上的局限性,并对CNC实时插补进给速度控制问题给出了本质描述,提出了基于牛顿迭代法的解决方案,给出了算法流程。仿真对比实验表明,该算法具有稳定性好、收敛快、运算量小、精度高等特点,满足实时运算要求,能够将进给速度波动率控制在理想水平。

B样条曲线的快速实时插补算法

提出了一种三次B样条曲线的实时插补算法。该方法简化了通常B样条曲线插补过程中的繁琐计算 ,提高了B样条曲线的插补速度 ,在B样条曲线的实时插补中具有非常重要的实际意义。

CNC系统中NURBS曲线实时插补算法研究

提出了一种基于德布尔递推算法的NURBS曲线实时插补方法。该算法显著减小了计算时间,从而能够适应伺服驱动系统的高采样频率要求。通过一个实际插补例子,对算法的实时性、实际进给速度和误差等方面进行了分析,证明能够满足实际加工的要求。

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。

B样条曲线的实时插补

提出 B样条曲线的一种恒步长插补算法 ,并分析了插补精度。该算法具有速度快、波动小的特点。

运动控制系统中NURBS曲线变步长实时插补算法的研究

提出一种基于变步长算法的NURBS曲线实时插补算法,在曲率比较大的曲线段实现高精度插补,在曲率比较小的曲线段实现快速插补,减少计算量,从而满足高速度和高精度的实时插补加工任务。

基于B样条曲线实时插补的研究及其误差分析

采用只具有直线、圆弧等简单解析曲线插补功能的CNC机床加工复杂或不规则的零件轮廓,需要采用离线插补的方法。这种方法加工效率低下、加工精度低、并且数控程序过大。因此就产生了应用最广泛的复杂曲线直接样条插补技术——B样条插补。基于此,重点研究已知型值点的B样条曲线实时插补算法。分析了B样条曲线实时插补的误差并给出两种弦高误差的计算方法,通过比较得出根据上一插补点处的曲率来计算弦高误差的方法是比较好的。另外研究了法向加速度的控制方法。

基于TMS320F2812的三次B样条曲线实时插补

为提高数控系统实时插补的准确性、加工速度和加工精度,采用在每个插补周期中保持进给速度不变的三次B样条曲线参变量非均匀变化实时插补算法。利用数字信号处理器(DSP)进行三次B样条曲线实时插补,可缩短插补计算时间;通过设定DSP的定时器中断来实现各轴控制脉冲的发送,可实现最大限度地减少折线状的插补轨迹的目的。结果表明,该算法能使所有的插补点都在理论曲线上,可以保证运动控制系统的高速高精度要求。

参数曲面的快速实时插补

提出了一种参数曲面的快速实时插补算法。该方法由离散化的三角平面片与行切平面的截交线判断并计算插补周期内的进给量,并据此得出初始插补点。该方法大大缩短了参数曲面实时插补的时间,明显提高了插补的效率。

自由曲线实时插补的减速控制

本文提出了一种自由曲线实时插补过程中的减速控制方法。该方法计算量小 ,计算效率高 ,同时该方法减速时的加速度能根据当前插补点离插补终点的距离自动作一些相应的变化 ,使速度变化更趋平稳 ,且避免了越程、失步现象的发生 ,因此非常适合于实时插补的需要。文中给出了该方法的原理 。

基于误差控制的NURBS曲线预估-校正实时插补技术的研究

针对传统直线逼近曲线插补方法引起进给速度不恒定而导致加工精度变差的问题,提出了一种基于误差控制的NURBS曲线预估-校正实时插补方法,并通过仿真分析了在NURBS曲线实时插补中,影响插补精度的参数以及影响的程度.

自由曲面实时插补技术及其改进研究

本文指出了传统离线编程方法的不足,提出了自由曲面直接插补控制方法,提出了对传统插补方法的修正偏置算法及针对实时插补技术的速度修调,阐述了实时插补算法轨迹的生成过程、该插补算法基于曲面曲率等几何信息控制加工误差及切削步长、切削行宽,生成的刀具路径具有一定的自适应性。

多轴液压联动实时插补控制算法

分析了液压系统位置控制的特点和难点,研究了多轴液压联动控制时运动轨迹滞后大、速度不平稳等问题,采用设置主、从变量并对主变量预估的方法,提出了多轴液压联动运动轨迹的实时插补控制算法,并进行了算法的误差分析,给出了算法编程实现的具体步骤。

NURBS自适应实时插补算法的研究

针对NURBS插补算法存在的速度波动问题,提出了一种NURBS自适应实时插补算法。该算法将NURBS曲线用矩阵的形式表达,并通过牛顿迭代法计算下一插补点。引入弓高误差、切向加速度和法向加速度等速度约束,使进给速度能够自适应于曲线曲率的变化。最后通过仿真实验,证明该算法可以将加工误差控制在要求的范围内,且进给速度曲线平滑,波动小。