数控系统样条曲线插补技术研究综述

传统数控系统加工复杂曲线时,一般采用微小线段或圆弧段逼近的方法,加工精度低,易引发刀具抖动、机床振动等问题。随着CAD/CAM技术的发展,现代数控机床向高速度、高柔性方向发展,基于高质量加工的要求,提出样条曲线插补方法。对样条曲线插补方法进行综述,首先阐述了插补技术的重要性;其次从进给速度、加工精度等角度系统分析了样条曲线插补方法,分别介绍了A样条插补、B样条插补和C样条插补;最后描述了三种插补方法的发展过程和最新研究动态,对其未来趋势做了总结和展望。

高速高精度数控加工中NURBS曲线插补的研究

针对复杂型面零件的高速高精度加工需要,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。提出一种新的加减速控制方法,在提高轮廓精度的同时极大地减小了切削加工对机床造成的冲击;结合轮廓误差限、最大向心加速度的约束,自适应地控制进给速度的变化。对NURBS曲线插补算法进行了研究,并用C++Builder5编程实现。插补实例表明该算法能保证高速、高精度。

样条曲线插补方法综述

样条插补能够直接对参数曲线进行插补是当前数控加工领域的研究热点之一.在样条插补过程中,插补参数的计算方法决定了数控机床加工中速度波动的大小.速度波动是影响数控系统加工质量的重要因素,因此插补参数计算方法是样条曲线插补的关键技术.近年来,研究人员提出多种样条插补算法和插补参数计算方法.介绍样条插补的基本概念,分析速度波动产生的原因;阐述三种常见的样条曲线插补方法并着重综述了各种插补参数计算的方法,分析了各种方法的优缺点;并指出样条插补方法的研究趋势.

用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略

为实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工,提出了一种用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略。实现该控制策略的数控机床控制器将控制任务分为非实时任务和实时任务两部分。非实时任务包括刀具路径信息中位置矢量的曲线插值计算和刀位矢量的曲线插值计算;实时任务包括位置矢量插值曲线和刀位矢量插值曲线的实时插补计算,以及插补点坐标的逆机床运动变换。加工实验表明,该插补加工方法可以用于五坐标数控机床的运动控制,具有良好的应用前景。

NURBS曲线插补技术的应用

高速ＣＡＤ／ＣＡＭ 技术的不断发展，促进了ＮＵＲＢＳ曲线插补技术应用于机械制造领域。针对以往应用直线插补存在的问题，对比介绍了ＮＵＲＢＳ插补的原理与实际应用的特点，并且论述了ＮＵＲＢＳ曲线插补相关的软硬件技术的发展动向。

NURBS曲线插补技术研究

基于一种等弧长插补思想,综合考虑插补精度要求,实现进给速度随曲线曲率变化的调整。

参数曲线插补自适应加减速控制方法研究

CNC系统中参数曲线插补广泛地应用于复杂轨迹的生成.为了弥补参数曲线插补时加减速能力的不足,提出自适应的加减速控制方法.在插补预处理中,对轮廓误差引起的速度变化曲线进行分析,在加加速度满足要求的同时,对加速度的变化进行控制.应用该方法,在保证系统加工精度的基础上,可以根据曲线的形状,自适应的调整进给速度,使进给速度变化趋于平滑,有效地避免了加速度和加加速度的变化对伺服系统造成的机械冲击.文中给出了B样条曲线插补的实例对控制方法进行了说明和验证.仿真结果表明,该方法切实可行而且有效.

连续时间周期化的NURBS曲线插补及其速度规划

根据机床动力学性能,提前预测NURBS曲线插补时的速度极小值点,以这些点为基准将曲线分段,同时估算每条子曲线的长度.利用捷度阶跃式7段S型加减速规律对每条子曲线进行连续时间域下的速度规划,以插补总时间周期化为原则对连续时间域下的加减速各阶段运行时间做周期化离散处理.为了减小子曲线间衔接速度的波动,提出连续时间域运行时间重新规划的方法.为了减小NURBS曲线实时插补时的速度波动率,提出利用反向二次插补法进行实时插补计算,该方法不需要迭代计算且计算精度较高.仿真实验结果表明,连续时间域重新规划和周期化离散处理方法能够实现捷度满足机床性能要求的S型加减速速度规划,且实时插补阶段的速度波动率能够达到10-6级.

具有最小偏差特性的双曲线插补新算法

给出了一种新的双曲线插补递推算法。该算法简单,执行速度接近于逐点比较法;插补精度高,与最小偏差法相当。

基于预估-校正公式的参数曲线插补算法

为减小插补输出速度的波动,提出基于预估-校正公式的参数曲线插补算法.该算法包括插补预处理和实时插补两部分.插补预处理采用S曲线加减速算法规划插补速度,得出插补速度与时间关系.实时插补用Akima插值法计算插补速度,用五阶龙格-库塔法计算参数的初值,用五阶预估-校正公式计算下一插补参数.对比研究了提出的算法与基于泰勒级数展开插补算法对同一条参数曲线的插补效果,结果表明,与基于泰勒级数展开算法相比,在数控加工中,提出的算法可减小插补输出速度波动,提高机床运动的平稳性,提高加工精度.

自适应加减速控制的NURBS曲线插补算法(英文)

通过对轮廓误差引起的速度变化曲线分析,提出了自适应加减速控制的NURBS曲线插补算法,在插补预处理中对进给速度突变的敏感区域进行加减速控制。应用该算法,在保证系统加工精度的基础上,自适应地调整进给速度,使进给速度变化趋于平滑,有效地避免了进给速度一阶或二阶导数的变化对伺服系统造成的机械冲击。通过NURBS曲线插补的实例,验证了该算法的可行性和有效性。该算法同样可以应用于其他参数曲线的轨迹规划。

基于曲线插补的多轴联动交叉耦合控制方法

针对高精度轮廓跟踪需要,将曲线插补和交叉耦合控制器结合起来进行研究。在每个采样周期根据各轴反馈的实际刀具位置与插补缓冲区中存储的一定数量的插补点,研究了一种"三点圆弧法"轮廓误差计算模型,并研究了轮廓误差补偿修正量计算及分配方法。在数控试验台上跟踪一段三次非均匀有理B样条轮廓曲线,对比试验表明,所提出的基于曲线插补的轮廓误差交叉耦合控制方法能够有效减小轮廓误差,获得更高轮廓精度。

一种适合于超精密加工的特殊精密曲线插补算法

针对超精密车床提出一种新型的插补计算方法 ,将特殊精密曲线的插补功能集成到数控系统内部 。

基于圆锥直纹面刀具姿态控制的曲线插补算法

为提高参数曲线与圆锥直纹面相结合类复杂零件的加工精度,提出一种基于圆锥直纹面刀具姿态控制的曲线插补算法。在该算法中,根据给定圆锥直纹面信息确定圆锥直纹面刀具姿态曲线,实现对刀具姿态的控制;建立虚拟圆弧,将参数曲线与圆锥直纹面刀具姿态曲线间的重参数化问题转化为简单的求解向量夹角问题,从而避免产生多重拟合误差。此外,给出了适用于该插补算法的数控加工程序编程格式。实例验证及分析表明,所提算法能够控制加工中刀具姿态始终在所要求的圆锥直纹面上,并且可在缩短代码段数目的基础上,有效降低运算量和加工误差。

数控系统中的NURBS曲线插补技术

本文详细介绍数控系统的NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲线插补技术。首先给出数控插补原理和曲线插补算法基础,进而讨论比较了传统的CNC(Computerized Numerical Control)机床加工方法和采用了NURBS曲线插补技术的加工方法,说明了后者的优越性。

Bezier曲线插补法在CNC系统中的应用

为了描述列表曲线 ,本文从三次Bezier曲线参数方程的矢量表达式出发 ,推导出CNC系统三次Bezier曲线插补法。为保证两段Bezier曲线在连接点处一阶导数、二阶导数连续 ,导出了两段Bezier曲线特征向量应满足的关系方程 ,Bezier插补法不仅在理论上可使所有的插补点落在曲线上 ,而且实时插曲补速度高 ,每次插补时可合理地选择参数增量 ,能使插补速度保证不变 ,也可控制弓高误差。为说明本方法 ,文末给出了算例。

VB与Matlab混合编程在步进电机曲线插补运算中的应用

通过VB与Matlab混合编程的方式,完成了分布式步进电机控制系统中上位机数据计算的软件设计。该程序设计中用MatrixVB将Matlab函数转换为VB中可用的动态链接库,从而方便地完成了曲线轨迹的计算和显示,大大提高了实时加工中曲线轨迹的运算速度。

基于移动平均位置不变性推论的NURBS曲线插补算法研究

为解决采用滤波技术对NURBS曲线进行插补时导致的滤波后连接点和极值点的速度发生改变这一不足,基于移动平均技术,提出移动平均的位置不变性推论。该方法具有可扩展性,可实现加速度、加加速度及位移对时间更高阶指令的连续性,有效地减小了机床振动。最后对所设计的算法进行了实例验证,验证结果表明了所提出算法的有效性及可行性。

基于UG的NURBS曲线插补技术的应用研究

高速切削加工作为模具制造中重要的一项先进制造技术,NURBS曲线插补技术逐步得到应用。在UG中通过对连结分段、角度公差、拟合公差等参数的设置以及对UGCAM后处理器的修改,生成了NURBS曲线插补指令,从而驱动CNC机床实现了NURBS曲线插补的高速加工。

基于NURBS曲线插补方法的数控加工品质探究

数控加工是机械制造行业非常重要的加工方式,适合加工一些形状不规则、精度要求高的工件,特别是曲面形状的零部件,传统的数控加工方式主要采用直线圆弧插补的方式进行,但是这种方式存在程序复杂、增降速频繁、表面粗糙等问题,为此,提出了采用NURBS曲线插补方法进行曲面零件的加工,并通过实践验证有效证明了NURBS曲线插补方法能够有效的提高零件加工精度与表面质量。