基于速度前瞻的NURBS曲线插补算法的研究设计

发布时间：2021-10-31 08:18

　　数控技术和设备是现代工业制造现代化的重要基础,而数控技术的一个主要发展方向就是高速高精度加工。在数控技术的发展中,插补算法和速度控制都是直接影响加工速度和精度的主要因素,其中非均匀有理B样条（Non-Uniform Rational B-Splines,简称NURBS）曲线插补技术已然成为高端数控系统的必备能力。为了实现插补阶段末端执行器可以平稳通过所有加工点,本文提出了一种基于速度前瞻的NURBS曲线插补算法。该算法在进行NURBS插补的同时,通过速度前瞻控制,使其具有分析路径、发现并快速处理速度突变点的能力,大大提高了加工速度与精度。首先分析NURBS曲线的快速计算方法,并通过改进的预估校正方法补偿误差。针对在插补过程中所需要的加减速控制,本文采用了当前常用的S型加减速控制方法。然后分析速度前瞻控制,设计一种计算简便符合控制对象机械性能的前瞻算法。并且在综合考虑各种相关限制条件下,通过对插补数据点的预处理和基于速度前瞻的改进的S型加减速控制算法完成速度规划。最后选取特殊轨迹的曲线作为加工路径,在MATLAB中对插补算法进行仿真验证,重点研究插补点处的进给速度、加工精度和速度前瞻的效... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三维欧式空间到二维欧式空间的齐次坐标投影图中P点坐标[]

图 2-2 平面 NURBS 曲线的几何构造RBS 曲线的求值方法 NURBS 曲线的数学描述形式可知，对于 NURBS 上点的坐标：直接法，根据其有理分式的形式直接计算曲线上点的坐标点

NURBS基函数的递推关系

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚焦——数字·互联·智造——第十届中国数控机床展览会（CCMT2018）新闻发布会在上海成功召开[J]. 李佳.  制造技术与机床. 2018(04)
[2]国产化数控系统的应用现状与发展趋势[J]. 田建忠.  金属加工(冷加工). 2018(02)
[3]基于蒙特卡洛法的模块化机器人工作空间分析[J]. 苑丹丹,邓三鹏,王仲民.  机床与液压. 2017(11)
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博士论文
[1]数控系统速度前瞻控制算法及其实现[D]. 王海涛.南京航空航天大学 2011
[2]数控系统的插补算法及加减速控制方法研究[D]. 赵巍.天津大学 2004

硕士论文
[1]高精度NURBS插补技术的研究[D]. 刘海燕.暨南大学 2007
[2]NURBS方法的近似计算及权因子作用的研究[D]. 潘小群.武汉科技大学 2004



本文编号：3467787