基于五轴激光切割数控机床的NURBS曲线插补算法研究

发布时间：2021-01-12 12:20

　　NURBS曲线插补技术是插补领域的热点和难点,如今拥有对NURBS曲线直接插补的能力是高端数控机床的标配。随着近年来高功率光纤激光器技术的发展,开发适用于五轴激光切割数控机床的NURBS曲线插补算法亦是时代趋势。本论文在对前人成果进行深入研究的基础上,提出了一种适用于五轴激光切割数控机床的NURBS曲线插补的算法框架,详细分析了实现该算法框架的所有细节,研究了针对5AB型激光切割机床的坐标变换方法,最终开发出NURBS曲线插补仿真演示系统。主要工作体现在以下三个方面:从NURBS曲线的定义出发,从理论上推导了实现NURBS插补技术所需要的所有计算方法,从算法的角度对它们的复杂度进行分析,给出了程序实现流程,并实验验证了它们的正确性。提出了一种在Windows平台上高效显示NURBS曲线的方法,利用硬件加速技术使得绘图效率相对于传统方法大幅度提高。坐标变换是实现插补必不可少的重要环节。针对5AB型数控切割机床建立数学模型,从理论上对其运动学正解和逆解进行了推导计算并编程对其正确性进行了验证。开发了基于Windows平台的NURBS曲线插补仿真演示系统。最后将使用该系统实现的NURBS曲线... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

样条曲线插补原理

Direct2D 是上层 API，底层是使用 D3D 实现。显ows 平台专属的 D3D，Direct2D 缺点就是不能跨平既能够像 GDI 一样方便地在 MFC 中使用，又能够像加速拥有优良的性能。：表 3-7 绘图技术优缺点对比PI 优点 缺点nGL 硬件加速，跨平台 使用不方便GDI+ 使用方便 效率低，不能跨平台ct2D 硬件加速，使用方便 不能跨平台中总结的结论可知在 Windows 平台下 Direct2D 是本人使用三种技术分别绘制曲线显示效果如下所示

GDI绘图

【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人实时NURBS插补的仿真和实验研究[J]. 张铁,龚文涛,邹焱飚.  系统仿真学报. 2018(04)
[2]基于细菌觅食算法的自适应NURBS曲线插补[J]. 谷岩,周岩,林洁琼,曹东旭,刘阳,孙彦东.  制造技术与机床. 2018(03)
[3]NURBS曲线插补算法在圆弧插补中的分析与实现[J]. 梁盈富,张宇鑫,罗枚,祁伟.  航空精密制造技术. 2017(03)
[4]五轴数控机床发展与应用探索[J]. 刘尊明.  科技展望. 2017(06)
[5]质量为先推动中国制造2025[J]. 诸葛稐.  大飞机. 2015(04)
[6]基于S曲线加减速的NURBS插补控制方法研究[J]. 岳磊,赵国勇,刘晨希,安红静.  组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[7]NURBS曲线实时插补进给速度规划技术研究[J]. 赵静,李丽,王国勋.  工具技术. 2015(03)
[8]激光加工技术的应用现状及发展趋势[J]. 唐霞辉.  金属加工(热加工). 2015(04)
[9]NURBS插补中的速度规划与参数计算[J]. 王允森,杨东升,刘荫忠,孙一兰.  计算机集成制造系统. 2014(08)
[10]连续小线段高速加工插补技术综述[J]. 焦青松,李迪,王世勇.  组合机床与自动化加工技术. 2014(01)

博士论文
[1]自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D]. 沈洪垚.浙江大学 2010
[2]开放式数控系统关键技术研究[D]. 游有鹏.南京航空航天大学 2002

硕士论文
[1]五轴联动石材水刀切割专用数控系统开发[D]. 胡文姬.华中科技大学 2016
[2]实时前瞻的NURBS曲线插补算法研究[D]. 唐潍.湘潭大学 2015
[3]基于S曲线的数控系统自适应样条插补算法研究[D]. 武晓虎.浙江理工大学 2015
[4]嵌入式数控系统NURBS直接插补技术的研究[D]. 任杰青.南京航空航天大学 2014
[5]基于OpenGLES的嵌入式数控三维图形仿真系统的设计与实现[D]. 谭熠帆.上海交通大学 2012
[6]五轴联动双NURBS曲线插补算法研究[D]. 王群.湖南大学 2012
[7]数控机床插补算法改进研究[D]. 尹霞.西华大学 2009



本文编号：2972840