五坐標(biāo)NURBS樣條曲線插補(bǔ)算法及加減速控制方法研究.pdf

1、目前復(fù)雜曲面零部件的生產(chǎn)和制造在航空航天、汽車、輪船、刀具和模具等行業(yè)具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。這類零件的高速高精加工一般是在五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床上完成的。而在CAD/CAM軟件中，零件自由曲面的設(shè)計(jì)常采用NURBS樣條曲線（非均勻有理 B樣條）表示。因此NURBS曲線曲面實(shí)時(shí)插補(bǔ)技術(shù)已經(jīng)成為近年來(lái)數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，NURBS曲線曲面插補(bǔ)功能已經(jīng)成為當(dāng)代高性能CNC系統(tǒng)的標(biāo)志性功能之一。當(dāng)前FANUC、SIEMENS、三菱等高檔數(shù)控

2、系統(tǒng)中已經(jīng)配置了NURBS樣條曲線插補(bǔ)功能。本文較為深入地分析研究了NURBS曲線的理論及其所具有的性質(zhì)和特點(diǎn)；并且針對(duì)五坐標(biāo)雙NURBS樣條曲線，綜合考慮平移進(jìn)給速度和旋轉(zhuǎn)軸角速度對(duì)加工過程的影響，在盡可能保證平移進(jìn)給速度恒定的情況下，限定旋轉(zhuǎn)軸角速度最大值，改進(jìn)已有的插補(bǔ)算法，提高插補(bǔ)精度，降低插補(bǔ)誤差。
　　軌跡插補(bǔ)是數(shù)控系統(tǒng)最重要的核心技術(shù)，而加減速控制又是插補(bǔ)技術(shù)的重要組成部分。目前數(shù)控系統(tǒng)中經(jīng)常采用梯形加減速和S形加減

3、速，它們的加速度或加加速度不連續(xù)，加工過程中會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊。為此本文設(shè)計(jì)了一種多項(xiàng)式加減速控制方法，它將加加速度設(shè)計(jì)為一階連續(xù)函數(shù)，通過積分運(yùn)算得到相應(yīng)的加速度、速度、位移的變化函數(shù)，實(shí)現(xiàn)加工過程中速度、加速度、加加速度連續(xù)變化，從而提高數(shù)控系統(tǒng)的柔性。
　　依據(jù)本文所研究的五坐標(biāo)NURBS樣條曲線插補(bǔ)算法和多項(xiàng)式加減速控制方法，以VC++軟件為平臺(tái)開發(fā)了仿真驗(yàn)證系統(tǒng)；并且通過對(duì)一個(gè)仿真實(shí)例的分析，驗(yàn)證了所提算法的正確性和有效性。