连续小线段的高精度B样条曲线拟合方法

连续小线段是空间复杂曲线曲面最广泛的表达形式,但在数控加工中存在很多不足之处。目前,基于B样条曲线拟合是提高连续小线段加工非常有效的方法。然而,将连续小线段的型值点作为B样条拟合的控制点,曲线拟合精度难以控制。因此,本文在继承B样条曲线优点的基础上,提出了一种基于三次B样条曲线高精度拟合连续小线段的方法。该方法通过转角误差分析和双边弓高误差分析来筛选满足精度需求的型值点;根据路径凹凸特性将可拟合的型值点集进行分段插值拟合为B样条曲线;为了进一步提高拟合曲线的精度,采用误差分析模块来估计和控制拟合精度。实验结果表明,所提出来的算法无迭代,实时性好,拟合精度可控。

数控加工中NURBS曲线的小线段离散方法

针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题,提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真,验证这两种算法的优缺点;结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系,提出对NURBS曲线进行区域分割,实现离散后的小线段轨迹局部等弦长、等弦差,轨迹相对光顺.利用平面光栅进行实验验证,实验结果表明:利用该算法,离散后的小线段轨迹可以很好地逼近原NURBS曲线,并且保证轨迹相对光顺.

小线段S型加减速方式高速衔接算法

针对连续小线段拐角处衔接速度受夹角影响,导致过渡速度低且易引起机床振动等问题,研究了利用圆弧光滑连续小线段建立多周期匀速衔接数学模型,提出通过转接的几何约束和运动约束以及转接参数的计算,来实现多周期匀速衔接高速插补的方法。同时采用离散S型加减速规划实现加工速度和加速度的连续。通过仿真验证了该方法的有效性和实用性。该方法在满足加工精度的前提下,使数控机床的柔性提高,降低了机床的振动。

速度前瞻控制中的伺服动力学约束条件

在空间小线段连续加工中,相邻线段拐角处的衔接速度受诸多因素的限制。从伺服电机的力矩特性及速度环带宽两个方面,分析了机床伺服系统的动力学性能与衔接速度的关系,建立了包含伺服性能参数和拐角几何参数的约束条件,讨论了约束条件在速度前瞻插补控制中的应用方法。

图形直驱式激光雕刻控制系统

为了满足激光雕刻领域的实际需要,开发了一种基于PC和Windows操作系统打印机驱动架构的激光雕刻控制系统。该控制系统能够与多种图形、图像处理软件进行无缝连接,可以支持多种图形、图像文件格式。而且可以对图形、图像自动编程,使得用户能够像操作打印机一样操作激光雕刻机,方便了用户的使用。在此架构下,曲线轨迹被操作系统分解为连续的小线段,因此根据轮廓曲率变化对连续小线段衔接点速度进行了优化。并且对连续小线段进行插值生成三次样条曲线,从而得到光滑的曲线轨迹。实验结果表明该设计提高了进给速度,改善了机床的动态性能并且能够生成高质量的曲线轨迹。