實時前瞻的NURBS曲線插補算法研究與仿真.pdf

1、數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，插補模塊是整個數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的核心，插補算法的選擇直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的加工精度和速度。NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）曲線是在實際中得到廣泛應(yīng)用的一種參數(shù)化曲線，NURBS插補技術(shù)可以改善零件的加工精度，表面光滑性和生產(chǎn)效率，提高數(shù)控系統(tǒng)的軌跡功能。所以對NURBS插補算法進行了研究具有十分重要的意義。 本文詳細地介紹了NURBS曲線的數(shù)學(xué)模型、性

2、質(zhì)及其相關(guān)參數(shù)計算方法，利用B樣條基函數(shù)快速求值算法來加快NURBS曲線的求值。分析了S曲線加減速控制，綜合考慮輪廓誤差控制和進給加加速度限制控制，實現(xiàn)了具有前瞻性的實時NURBS插補方法，并對NURBS插補算法進行了仿真驗證。本文的主要工作和成果如下： 1.介紹了NURBS曲線的數(shù)學(xué)模型、性質(zhì)及相關(guān)參數(shù)計算方法。利用B樣條基函數(shù)快速求值算法來加快NURBS曲線的求值。該算法用于數(shù)控實時插補中B樣曲線求值求導(dǎo)運算時，可獲得比de

3、Boor算法更高的計算效率。 2.在NURBS插補加減速控制方面，分析了插補前拋物線-拋物線S型加減速控制方法。S型加減速控制方法具有位置精度高、速度無突變、過渡平滑等優(yōu)點。 3.設(shè)計了一種具有前瞻性的實時NURBS插補算法。給出了該算法的流程并做了詳細的分析，將該算法劃分成尖角檢測模塊、速度規(guī)劃模塊、實時插補模塊等部分。在算法中綜合考慮了基于最大弓高誤差限定的自適應(yīng)速度控制、基于曲率信息的速度控制、基于加加速度限定的插