NURBS曲線自適應(yīng)插補(bǔ)與前瞻速度規(guī)劃方法研究.pdf

1、數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著十分重要的作用。其中插補(bǔ)及加減速控制技術(shù)是數(shù)控加工的核心功能模塊，其性能的好壞將直接影響加工精度和加工效率。隨著NURBS曲線在CAD/CAM中的廣泛應(yīng)用，新的NURBS曲線插補(bǔ)技術(shù)己逐漸成為數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)研究的重點問題。
　　 目前 NURBS插補(bǔ)算法絕大多數(shù)是圍繞著如何解決加工精度和加工速度這一對矛盾體展開的。通常情況下，進(jìn)給速度越大，可能造成的插補(bǔ)誤

2、差就越大。曲線上不同區(qū)域?qū)M(jìn)給速度的限制是不同的，當(dāng)加工路徑上曲率變化較大時，為了滿足某些曲率敏感區(qū)域的精度要求而降低整個加工路徑上的進(jìn)給速度是不經(jīng)濟(jì)的。
　　 解決這一問題的辦法是采用自適應(yīng)進(jìn)給，即進(jìn)給速度隨曲線自適應(yīng)。然而采用這種變進(jìn)給方式就會由于自適應(yīng)區(qū)域的進(jìn)給速度變化而導(dǎo)致機(jī)床的加減速，如果對此控制不當(dāng)，則會導(dǎo)致較大的進(jìn)給加速度和加加速度，影響機(jī)床運行平穩(wěn)性，造成機(jī)床的沖擊和振動。
　　 本文依據(jù)進(jìn)給速度和插補(bǔ)精

3、度的關(guān)系，并結(jié)合柔性加減速機(jī)制，提出了基于前瞻(Look一ahead)技術(shù)的加速度和加加速度約束的平滑自適應(yīng)NURBS曲線插補(bǔ)算法，該算法采用二階泰勒展開式進(jìn)行下一插補(bǔ)點的迭代計算，根據(jù)插補(bǔ)精度的要求自適應(yīng)調(diào)整進(jìn)給速度。通過對速度尖點的劃分，按照速度尖點信息將NURBS曲線劃分為各曲線段，并根據(jù)前瞻技術(shù)對每段曲線采用相應(yīng)的加速度與加加速度約束的五段S型加減速曲線模式，實現(xiàn)對進(jìn)給速度重新規(guī)劃，從而得到平滑的速度過渡曲線。與傳統(tǒng)插補(bǔ)方法相比