樣條曲線插補(bǔ)算法及其自適應(yīng)速度控制研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,樣條曲線在汽車、航空航天、輪船和模具等行業(yè)的復(fù)雜曲線曲面零部件的設(shè)計(jì)和制造中具有越來越重要的作用。樣條曲線的插補(bǔ)技術(shù)近幾年來也越來越受到重視,越來越多的研究人員對其展開了研究、開發(fā)以及應(yīng)用,這也成為了數(shù)控技術(shù)的主要研究方向之一。插補(bǔ)是數(shù)控系統(tǒng)的核心,其算法的優(yōu)劣直接影響數(shù)控系統(tǒng)的性能。數(shù)控系統(tǒng)中的插補(bǔ)功能也一直是評價(jià)該數(shù)控系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)。
　　本文研究了空間中曲線的參數(shù)化表達(dá)的具體形式,并分析了其與非參數(shù)化

2、表示相比的優(yōu)勢,分析了空間中樣條曲線的來源、定義及其研究價(jià)值。在分析現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)中常用的泰勒展開式樣條曲線插補(bǔ)算法不足的基礎(chǔ)上,本文采用一種基于泰勒展開式和阿達(dá)姆斯微分方程求解法相結(jié)合的插補(bǔ)算法。該算法運(yùn)用微分取代了泰勒展出式中的導(dǎo)數(shù)計(jì)算,避免了復(fù)雜的導(dǎo)數(shù)計(jì)算,并且運(yùn)用前后差分對微分進(jìn)行了進(jìn)一步的簡化,更好地保證了插補(bǔ)的實(shí)時(shí)性,同時(shí),采用預(yù)估—校正的方法對插補(bǔ)參數(shù)進(jìn)行校正,保證了樣條曲線插補(bǔ)的迭代精度。
　　加減速控制是插補(bǔ)算法的

3、重要組成部分。本文在分析研究目前數(shù)控系統(tǒng)中幾種常用的加減速控制算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,采用一種三次多項(xiàng)式加減速控制算法,并且采用前加減速的速度控制方式,這很好地保證了樣條曲線插補(bǔ)加工的輪廓精度,有效地避免了機(jī)床運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生沖擊。同時(shí),綜合考慮樣條曲線插補(bǔ)過程中的弦高誤差和加速度控制,根據(jù)插補(bǔ)精度要求實(shí)現(xiàn)速度的自適應(yīng)控制,很好地保證了樣條曲線插補(bǔ)的插補(bǔ)精度。
　　本文針對在樣條曲線加工中具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的五次樣條曲線進(jìn)行了相關(guān)研究,分析研