自适应的NURBS曲线拟合及其速度规划算法研究
发布时间：2022-02-10 13:17
伴随着制造强国战略的提出和贯彻落实,制造业发展势头正盛,以NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines,非均匀有理B样条）曲线为代表的各类复杂曲线高速高精加工需求逐渐增多。通过将曲线离散为大量小线段传输至数控设备进行加工的传统方法,不仅存在加工路径不连续的缺陷,还会进一步导致设备频繁的加减速,影响加工的质量,因此开发NURBS曲线拟合和速度规划的功能对提高复杂曲线加工效率和精度有重要的意义。本文针对NURBS曲线拟合及其速度规划中存在的关键问题,提出了一套自适应的NURBS曲线拟合及其速度规划算法。本文首先探讨了数据点的获取及其预处理方式:基于CAM软件离散的代码规范,开发了GM代码解释器以获得初始的数据点列;结合NURBS曲线拟合和速度规划的特点,设计了初始数据点的预处理算法,为后续计算提供便利,并通过仿真验证了其可靠性。针对现有NURBS曲线拟合算法不适用于稠密空间点列、迭代逼近速度慢等缺陷,提出了自适应的NURBS曲线拟合算法——FKTP算法,该算法通过空间点特征识别模块和局部节点配置模块自适应地选取初始插值点并生成拟合曲线后,配合全区间误差控制的节点...
【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同加工场景ＮＵＲＢＳ曲线的应用??传统数控机床由于功能的限制，对复杂曲线面进行加工时，是将ＣＡＤ模型??导入到ＣＡＭ软件和系统中，通过后置处理把连续加工路径离散化为大量的小线??２
１．１课题研究背景及意义??随着制造业的快速发展，自由型曲线曲面的加工被广泛应用于飞机、汽车、??模具等产品的生产制造中，如图１－１，传统的制造加工方式越来越难以满足其日??益提高的精度和效率要求，而数控技术因其高灵活性、高精度、可靠性和极高的??加工效率被广泛应用，因此提高、优化和升级数控加工技术对于提升自由型曲线??面的加工质量有着重要的意义［１］。??＿圏??？也?匕?Ｌ?＾?＞?Ａ?Ａ?ｙｖ?ｉ?ｙ?，?＂Ｊ?ｗ?Ｍ?ｊ?’??图１－１不同加工场景ＮＵＲＢＳ曲线的应用??传统数控机床由于功能的限制，对复杂曲线面进行加工时，是将ＣＡＤ模型??导入到ＣＡＭ软件和系统中，通过后置处理把连续加工路径离散化为大量的小线??段［２］，这种离散过程中会产生较大的逼近误差，若允许的逼近误差减小，为了表??达复杂曲线面又会产生更多的小线段；其次，分割的不连续造成速度和加速度的??不连续性
图２－６天鹅形儿童摇椅模型示例??
【参考文献】：
期刊论文
[1]NURBS曲线曲率极值点快速分析与定位算法研究[J]. 尹涓,罗福源,游有鹏. 机械科学与技术. 2015(10)
[2]基于S型加减速的自适应前瞻NURBS曲线插补算法[J]. 罗钧,汪俊,刘学明,张平,陈建端. 计算机集成制造系统. 2013(01)
[3]基于NURBS曲线拟合的微段高速自适应加工算法[J]. 沈斌,齐党进,樊留群,朱志浩. 中国机械工程. 2012(15)
[4]NURBS曲线S形加减速双向寻优插补算法研究[J]. 罗福源,游有鹏,尹涓. 机械工程学报. 2012(05)
[5]移动最小二乘法在NURBS曲线拟合中的应用[J]. 叶晶,平雪良,陶宇,董宁. 工具技术. 2011(01)
[6]采用积累弦长法拟合3次NURBS曲线[J]. 叶丽,谢明红. 华侨大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]全程S曲线加减速控制的自适应分段NURBS曲线插补算法[J]. 潘海鸿,杨微,陈琳,谭华卿,孙红涛. 中国机械工程. 2010(02)
[8]基于特征点自动识别的B样条曲线逼近技术[J]. 徐进,柯映林,曲巍崴. 机械工程学报. 2009(11)
[9]NURBS曲线插补的运动规划与自适应速度插补[J]. 张海涛,蔡安江. 组合机床与自动化加工技术. 2009(10)
[10]基于遗传算法的NURBS曲线降阶[J]. 刘彬. 计算机工程. 2008(14)
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]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]面向复杂曲面加工的NURBS曲线逼近及插补算法研究[D]. 魏栋.浙江大学 2017
[2]针对小线段加工的NURBS自适应插补算法的研究[D]. 王文莉.山东大学 2015
[3]样条曲线插补算法及其自适应速度控制研究[D]. 陈蔚.合肥工业大学 2014
[4]人工智能算法在NURBS曲线降阶方面的若干研究[D]. 潘瑛.合肥工业大学 2010
本文编号：3618956
【文章来源】：山东大学山东省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１不同加工场景ＮＵＲＢＳ曲线的应用??传统数控机床由于功能的限制，对复杂曲线面进行加工时，是将ＣＡＤ模型??导入到ＣＡＭ软件和系统中，通过后置处理把连续加工路径离散化为大量的小线??２
１．１课题研究背景及意义??随着制造业的快速发展，自由型曲线曲面的加工被广泛应用于飞机、汽车、??模具等产品的生产制造中，如图１－１，传统的制造加工方式越来越难以满足其日??益提高的精度和效率要求，而数控技术因其高灵活性、高精度、可靠性和极高的??加工效率被广泛应用，因此提高、优化和升级数控加工技术对于提升自由型曲线??面的加工质量有着重要的意义［１］。??＿圏??？也?匕?Ｌ?＾?＞?Ａ?Ａ?ｙｖ?ｉ?ｙ?，?＂Ｊ?ｗ?Ｍ?ｊ?’??图１－１不同加工场景ＮＵＲＢＳ曲线的应用??传统数控机床由于功能的限制，对复杂曲线面进行加工时，是将ＣＡＤ模型??导入到ＣＡＭ软件和系统中，通过后置处理把连续加工路径离散化为大量的小线??段［２］，这种离散过程中会产生较大的逼近误差，若允许的逼近误差减小，为了表??达复杂曲线面又会产生更多的小线段；其次，分割的不连续造成速度和加速度的??不连续性
图２－６天鹅形儿童摇椅模型示例??
【参考文献】：
期刊论文
[1]NURBS曲线曲率极值点快速分析与定位算法研究[J]. 尹涓,罗福源,游有鹏. 机械科学与技术. 2015(10)
[2]基于S型加减速的自适应前瞻NURBS曲线插补算法[J]. 罗钧,汪俊,刘学明,张平,陈建端. 计算机集成制造系统. 2013(01)
[3]基于NURBS曲线拟合的微段高速自适应加工算法[J]. 沈斌,齐党进,樊留群,朱志浩. 中国机械工程. 2012(15)
[4]NURBS曲线S形加减速双向寻优插补算法研究[J]. 罗福源,游有鹏,尹涓. 机械工程学报. 2012(05)
[5]移动最小二乘法在NURBS曲线拟合中的应用[J]. 叶晶,平雪良,陶宇,董宁. 工具技术. 2011(01)
[6]采用积累弦长法拟合3次NURBS曲线[J]. 叶丽,谢明红. 华侨大学学报(自然科学版). 2010(04)
[7]全程S曲线加减速控制的自适应分段NURBS曲线插补算法[J]. 潘海鸿,杨微,陈琳,谭华卿,孙红涛. 中国机械工程. 2010(02)
[8]基于特征点自动识别的B样条曲线逼近技术[J]. 徐进,柯映林,曲巍崴. 机械工程学报. 2009(11)
[9]NURBS曲线插补的运动规划与自适应速度插补[J]. 张海涛,蔡安江. 组合机床与自动化加工技术. 2009(10)
[10]基于遗传算法的NURBS曲线降阶[J]. 刘彬. 计算机工程. 2008(14)
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]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]面向复杂曲面加工的NURBS曲线逼近及插补算法研究[D]. 魏栋.浙江大学 2017
[2]针对小线段加工的NURBS自适应插补算法的研究[D]. 王文莉.山东大学 2015
[3]样条曲线插补算法及其自适应速度控制研究[D]. 陈蔚.合肥工业大学 2014
[4]人工智能算法在NURBS曲线降阶方面的若干研究[D]. 潘瑛.合肥工业大学 2010
本文编号：3618956
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