基于运动控制卡的三次B样条曲线插补的分析及实现

发布时间：2017-05-17 23:14

  本文关键词：基于运动控制卡的三次B样条曲线插补的分析及实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 插补算法的研究是数控加工的核心,插补算法的选择直接影响到数控系统的加工精度和速度。随着运动控制卡技术的不断发展,采用以运动控制卡为核心部件的开放式数控系统是数控插补技术的发展方向。三次B样条曲线能精确描述各种复杂曲线、曲面,成为当前曲线插补的主流,本文对三次B样条曲线的直接插补算法进行了相应的理论研究和实验验证。 在三次样条曲线插补的理论研究基础上,详细讨论了等参数插补算法和等弦长插补算法的具体过程,给出了等参数和等弦长两种算法流程图并编写了VC代码程序。通过固高二维数控运动平台对插补算法进行了验证,结果证明了插补算法原理的正确性,同时也可看到基于运动控制卡时,等弦长插补算法计算速度更快,插补进给速度稳定,更加适用于实际加工。 通过对等弦长插补算法得到的插补曲线和理论曲线计算结果比较,得到了三次参数样条曲线等弦长插补轮廓误差E与进给速度F的函数关系式、轮廓误差E与曲率半径R之间的函数关系式,为实际数控加工提供理论参考。
【关键词】：运动控制卡 B样条曲线 等弦长 插补算法
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 数控插补技术的概况8-13
• 1.1.1 插补技术的发展现状8-12
• 1.1.2 B 样条插补的概述12-13
• 1.1.3 高性能数控机床的发展对插补系统的要求13
• 1.2 利用控制卡进行数控系统研究的现状及发展趋势13-14
• 1.3 论文的主要内容14-16
• 第2章 基于运动控制卡的数控插补总体方案设计16-28
• 2.1 系统方案设计目标16-17
• 2.2 系统的总体构成及工作原理17-20
• 2.2.1 系统的总体构成17
• 2.2.2 系统的工作原理17-18
• 2.2.3 运动控制器的介绍与选择18-20
• 2.3 插补原理20-21
• 2.3.1 插补的基本概念20
• 2.3.2 插补的分类20-21
• 2.4 时间分割法插补算法21-27
• 2.4.1 时间分割法直线插补22-23
• 2.4.2 时间分割法圆弧插补23-27
• 2.5 误差分析27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 三次B 样条曲线插补算法的研究28-41
• 3.1 三次样条函数及其力学背景28-29
• 3.2 三次样条函数29-35
• 3.2.1 定义29
• 3.2.3 用型值点处的一阶导数表示插值三次样条曲线——m 关系式29-32
• 3.2.3 用型值点处的二阶导数表示插值三次样条曲线——M 关系式32-35
• 3.2.4 求解插值三次样条曲线的步骤35
• 3.3 三次B 样条曲线等参数分割插补算法35-38
• 3.3.1 插补递推公式36
• 3.3.2 等参数分割插补算法的精度分析36-37
• 3.3.3 进给速度的分析37
• 3.3.4 等参数分割插补的缺点37-38
• 3.4 三次B 样条曲线等弦长分割插补算法38-40
• 3.4.1 参数的选取38
• 3.4.2 端点条件的换算38-39
• 3.4.3 求解插值三次样条曲线的步骤39-40
• 3.4.4 等弦长样条插补的优点40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 、插补算法的软件设计及其实现41-48
• 4.1 引言41
• 4.2 三次参数B 样条曲线插补算法的软件设计41-44
• 4.2.1 三次样条曲线等参数插补算法的软件设计41-42
• 4.2.2 三次样条曲线等弦长插补算法的软件设计42-44
• 4.3 插补算法的比较44-47
• 4.3.1 等参数插补44-45
• 4.3.2 等弦长插补45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 、插补实验与结果分析48-55
• 5.1 引言48
• 5.2 系统的测试环境介绍48-49
• 5.3 轮廓误差与进给速度关系49-53
• 5.4 轮廓误差与曲率半径关系53-54
• 5.5 等参数、等弦长误差对比54
• 5.6 本章小结54-55
• 第6章 、总结与展望55-56
• 6.1 总结55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-59
• 附件59-73
• 致谢73-74
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果74

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 韩业宸;网络化运动控制系统的轨迹描述与插补[D];大连理工大学;2010年

2 王贵勇;柔性辊弯成型可变时域的离散插补控制方法研究[D];北方工业大学;2011年

3 余建群;数控切绘系统曲线拟合及轨迹优化研究与应用[D];湖北工业大学;2011年

4 张云明;基于回转体零件特征的数控砂轮修形技术研究[D];武汉理工大学;2011年

5 彭志明;面向工业机器人的开放式运动控制器研究[D];华南理工大学;2011年

6 王海峰;精雕机的开放式数控系统研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

7 范基正;LED Molding机整机控制系统结构研究[D];华南理工大学;2012年

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本文编号：374706