一种实时前瞻的自适应NURBS插补算法 被引量：20

1

作者 杜道山 燕存良 李从心 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期843-847,共5页

在考虑速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)的实时自适应插补系统.开发的插补系统能够在大部分的插补过程中保持进给速度稳定,并且根据曲线的形状,自适应地调整进给... 在考虑速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个非均匀有理B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)的实时自适应插补系统.开发的插补系统能够在大部分的插补过程中保持进给速度稳定,并且根据曲线的形状,自适应地调整进给速度,通过一个实时的前瞻加减速处理模块,在速度变化敏感区对加减速进行处理,同时满足了机床加减速能力的要求.通过NURBS曲线插补仿真计算的例子,显示了开发的实时自适应插补系统能够满足高速高精度插补的要求,验证了所设计的实时前瞻自适应NURBS插补算法的可行性. 展开更多

关键词 非均匀有理B样条 自适应插补器 数控系统

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面向五轴加工的双NURBS曲线插补算法 被引量：17

2

作者 姚哲 冯景春 王宇晗 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期235-238,244,共5页

采用双NURBS曲线进行五轴联动直接插补来基本消除非线性误差的方法,给出以双NURBS曲线模型进行恒定进给速度插补的算法.将该算法与传统的线性插补方法产生的非线性误差进行了仿真分析,结果表明,该算法能有效控制非线性误差,使五轴数控... 采用双NURBS曲线进行五轴联动直接插补来基本消除非线性误差的方法,给出以双NURBS曲线模型进行恒定进给速度插补的算法.将该算法与传统的线性插补方法产生的非线性误差进行了仿真分析,结果表明,该算法能有效控制非线性误差,使五轴数控系统具有高速复杂轨迹运动控制能力. 展开更多

关键词 数控加工 五轴加工 插补算法 非均匀有理B样条 非线性误差

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NURBS直接插补技术中快速求值求导算法 被引量：6

3

作者 王国勋 舒启林 +1 位作者 王军 王宛山 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1021-1024,共4页

为了提高NURBS直接插补算法的实时性,研究了NURBS曲线和曲面的快速求值与求导计算算法.根据de Boor-Cox的非均匀B样条求导的递推公式,提出了一种快速递推算法.该算法基于NURBS曲线、曲面的矩阵表示形式,推导了非均匀B样条基函数的系数... 为了提高NURBS直接插补算法的实时性,研究了NURBS曲线和曲面的快速求值与求导计算算法.根据de Boor-Cox的非均匀B样条求导的递推公式,提出了一种快速递推算法.该算法基于NURBS曲线、曲面的矩阵表示形式,推导了非均匀B样条基函数的系数矩阵快速计算方法.与传统de Boor-Cox等算法相比,该算法推导简单,计算快速,有利于提高计算速度,缩短插补周期,提高插补的实时性.另外,该算法还可用于计算非均匀B样条曲线、曲面,并且可用于计算机辅助几何设计的相关研究. 展开更多

关键词 非均匀有理B样条 递推矩阵 插补 快速算法

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NURBS插补快速求值算法 被引量：3

4

作者 孔祥洪 李迪 焦青松 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期85-92,共8页

当对非均匀有理B样条(NURBS)曲线进行高密度插值时,运用分段幂函数方法对基函数进行求值的效率远高于传统的de-Boor算法.为此,文中从NURBS插补计算的特点出发,结合de-Boor递推计算规律,设计了NURBS插补快速求值算法.首先采用该算法计算N... 当对非均匀有理B样条(NURBS)曲线进行高密度插值时,运用分段幂函数方法对基函数进行求值的效率远高于传统的de-Boor算法.为此,文中从NURBS插补计算的特点出发,结合de-Boor递推计算规律,设计了NURBS插补快速求值算法.首先采用该算法计算NURBS在各节点区间的基函数显式方程,再运用显式方程进行NURBS插补点求值,并设计相应的NURBS曲线插补器.复杂NURBS曲线的铣削加工实验结果表明,该算法能够有效地缩减NURBS曲线插补求值的计算耗时,提高插补计算的实时性. 展开更多

关键词 nurbs 基函数 快速算法 参数插补

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三次NURBS曲线的插值方法 被引量：14

5

作者 秦开怀 孙家广 范刚 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 1993年第3期179-183,共5页

本文提出了一个用于3次NURBS曲线插值的新方法,该方法首先用二次规划算出控制顶点的权因子,然后反算出所有的控制顶点,它能确保由型值点的权W_i(>0)所算出的控制顶点的权也均大于0,插值曲线具有C^2连续性,当W_i均为一个大于0的常数时... 本文提出了一个用于3次NURBS曲线插值的新方法,该方法首先用二次规划算出控制顶点的权因子,然后反算出所有的控制顶点,它能确保由型值点的权W_i(>0)所算出的控制顶点的权也均大于0,插值曲线具有C^2连续性,当W_i均为一个大于0的常数时,插值曲线退化为非均匀B样条曲线。 展开更多

关键词 nurbs 曲线 插值法 CAD

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基于ARM-FPGA的NURBS插补嵌入式平台研究 被引量：4

6

作者 聂明星 蒋新华 +2 位作者 李光炀 陈兴武 朱娜思 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第6期261-264,270,共5页

针对非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题,提出基于ARM-FPGA嵌入式技术的NURBS曲线插补硬件平台,对硬件平台结构进行了设计,利用读写下降沿同步信号解决ARM与FPGA跨时钟域总... 针对非均匀有理B样条(Non-Uniform Rational B-Spline,NURBS)曲线高速高精加工过程中计算负载高的问题,提出基于ARM-FPGA嵌入式技术的NURBS曲线插补硬件平台,对硬件平台结构进行了设计,利用读写下降沿同步信号解决ARM与FPGA跨时钟域总线传输问题,自主开发了ARM-FPGA嵌入式硬件平台。该平台结构具有小型化、智能化特点,在硬件平台上经实际测试表明,ARM与FPGA之间数据传输稳定可靠,能有效降低单一处理器的计算负载。 展开更多

关键词 非均匀有理B样条(nurbs) 插补器 嵌入式微处理器-现场可编程逻辑阵列(ARM-FPGA) 计算负载

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一种改进的NURBS曲线插补算法 被引量：1

7

作者 聂明星 蒋新华 陈兴武 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第30期14-18,共5页

针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中... 针对NURBS曲线曲率变化过快或出现曲率不连续点会导致插补进给速率变化过快,超出机床的加减速能力。提出一种利用NURBS曲线曲率特征的改进插补算法。该算法根据NURBS曲线曲率的变化情况将曲线分成曲率平缓段和曲率突变段,在前瞻过程中扫描出曲率突变段,获得该段的起始点、终止点及最低速率点等信息,采用梯形加减速方法对该段进行速度规划,以满足机床动态特性,实现在曲率平缓段以指令速度插补,在曲率突变段以规划速度平滑插补。仿真实验结果表明,在保证加工精度的前提下,该增强算法以较高效率实现了曲率突变段的平滑插补。 展开更多

关键词 非均匀有理B样条曲线(nurbs) 曲率突变段 梯形加减速 平滑插补

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基于预估误差补偿的NURBS曲线插补算法 被引量：4

8

作者 任杰青 刘凯 赵东标 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2015年第8期1201-1205,共5页

针对传统NURBS曲线插补算法计算量大、耗时多的问题,提出基于预估误差补偿的NURBS曲线预估-校正插补算法。该算法能够以简单的线性运算代替复杂的求导运算,有效降低了计算的复杂度,提高了计算效率。并能根据曲线曲率变化趋势对预估参数... 针对传统NURBS曲线插补算法计算量大、耗时多的问题,提出基于预估误差补偿的NURBS曲线预估-校正插补算法。该算法能够以简单的线性运算代替复杂的求导运算,有效降低了计算的复杂度,提高了计算效率。并能根据曲线曲率变化趋势对预估参数值进行补偿,使预估参数值更接近实际值。为了解决传统校正公式收敛速度慢的问题,提出基于割线法的校正公式。该校正公式为超线性收敛,有效减少了迭代计算的次数。仿真结果表明:该算法的计算量小,可操作性强,稳定性好,可靠性高。能够对插补产生的速度波动进行有效控制,满足实时插补的要求。 展开更多

关键词 nurbs曲线插补 预估-校正 误差 计算效率 收敛

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CNC系统中NURBS曲线插补及相关算法研究

9

作者 陈良骥 刘元朋 王永章 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第34期219-221,224,共4页

为提高计算机数字控制(CNC)系统的轮廓控制精度,需解决系统控制软件样条直接输出的问题。基于Taylor公式得到了非均匀有理B样条(NURBS)曲线上两个相邻插补点参数间的递推关系。对于NURBS曲线插补过程中需要频繁计算的B样条基函数及其任... 为提高计算机数字控制(CNC)系统的轮廓控制精度,需解决系统控制软件样条直接输出的问题。基于Taylor公式得到了非均匀有理B样条(NURBS)曲线上两个相邻插补点参数间的递推关系。对于NURBS曲线插补过程中需要频繁计算的B样条基函数及其任意阶导数提出了一种分块矩阵连乘积形式的统一计算方法。应用数值计算方法解决了插补过程中曲线长度等的相关计算问题。实例运算表明所提出的方法可以应用到实际CNC系统中。 展开更多

关键词 计算机数控 非均匀有理B样条 插补 基函数

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混合型加减速前瞻规划的多节NURBS曲线插补策略

10

作者 王丽梅 刘瑞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期388-392,共5页

为满足复杂型面零件的高速高精加工要求,将造型功能强大的NURBS曲线插补方法作为指定加工曲线的路径给定。为解决伺服系统中指令的不连续及起始速度(或加速度)超越伺服电机的极限,导致实际机械系统无法跟上所给命令的问题,采用了混合多... 为满足复杂型面零件的高速高精加工要求,将造型功能强大的NURBS曲线插补方法作为指定加工曲线的路径给定。为解决伺服系统中指令的不连续及起始速度(或加速度)超越伺服电机的极限,导致实际机械系统无法跟上所给命令的问题,采用了混合多节NURBS曲线前加减速前瞻运动规划。该方法在汲取了传统方法与直接卷积方法两者优点的同时,有效地规避了传统方法中无法降低转角误差和直接卷积方法中加工时间过长的缺点。仿真结果表明,所提出的策略能够使整个插补过程具有高度的柔性和连续性,进而能够满足高速高精加工的要求。 展开更多

关键词 混合型加减速前瞻规划 多节nurbs曲线 插补 直接卷积 转角误差

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基于NURBS和Lagrange插值的滤料粒径筛选

11

作者 赵星明 艾典胜 赵赛 《山东农业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第6期1047-1050,共4页

采用NURBS样条曲线和Lagrange抛物线插值方法,按设计要求的滤料粒径,对石英砂滤料的筛分实验数据进行内插计算,精确求解相对应的滤料百分比,可快速方便地对滤料粒径进行筛选。两种方法的计算结果吻合,拟合公差小,算法精确度高,可提高滤... 采用NURBS样条曲线和Lagrange抛物线插值方法,按设计要求的滤料粒径,对石英砂滤料的筛分实验数据进行内插计算,精确求解相对应的滤料百分比,可快速方便地对滤料粒径进行筛选。两种方法的计算结果吻合,拟合公差小,算法精确度高,可提高滤料筛选的效率和准确度。 展开更多

关键词 nurbs样条曲线 Lagrange抛物线插值 筛分实验

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基于速度前瞻控制的五轴NURBS曲线插补方法 被引量：2

12

作者 和广强 于东 张晓辉 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第5期38-41,45,共5页

在分析了最大加速度、进给速度约束以及曲线曲率变化等因素对数控加工过程影响的基础上,提出了一种基于速度前瞻控制的五轴NURBS曲线插补方法。该方法将五轴NURBS曲线插补划分为预处理和实时插补两个阶段,预处理阶段用于样条曲线表达式... 在分析了最大加速度、进给速度约束以及曲线曲率变化等因素对数控加工过程影响的基础上,提出了一种基于速度前瞻控制的五轴NURBS曲线插补方法。该方法将五轴NURBS曲线插补划分为预处理和实时插补两个阶段,预处理阶段用于样条曲线表达式的计算、刀心点样条曲线按曲率变化的分段以及分割点处期望速度的计算,以减少实时插补阶段的计算量,使其能够满足数控系统对实时性的要求;实时插补阶段利用预处理阶段所得到的信息进行进给速度实时规划,以确保到达曲率较大或曲率突变点之前提前减速。最后对所设计的插补方法进行了仿真验证,验证结果表明本文所提出的方法可在保证加速度不超出限制的条件下保证加工的精度。 展开更多

关键词 非均匀有理B样条 五轴nurbs曲线插补 前瞻控制

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基于十字链叉的NURBS曲面插补算法及仿真分析 被引量：1

13

作者 徐志洋 张平 《机电工程》 CAS 2012年第9期1023-1027,共5页

针对目前曲面插补算法存在的实时性不强,插补算法需要大量的额外空间,算法步骤繁琐以及对插补过程产生的大量数据点的数据处理问题,为了保证作为数控技术核心模块的曲面插补算法的高速、高精度性能,基于德布尔递推算法思想,重新推导出... 针对目前曲面插补算法存在的实时性不强,插补算法需要大量的额外空间,算法步骤繁琐以及对插补过程产生的大量数据点的数据处理问题,为了保证作为数控技术核心模块的曲面插补算法的高速、高精度性能,基于德布尔递推算法思想,重新推导出了适合于曲面插补的新的NURBS曲面表达式,在此基础上重新设计了曲面插补快速算法,并着重研究了新算法的实时性。另外,为验证新算法的正确性和有效性,提出并实现了十字链叉数据表达结构,对NURBS曲面插补点微细步长及插补质量进行了分析。建立了以VC6.0/MFC为平台的、集弓高误差、速度、加速度等功能分析于一体的算法仿真验证系统,并以汽轮机叶片为例进行了验证。研究结果表明,该算法可以满足曲面插补高速、高精度的性能要求。 展开更多

关键词 德布尔递推算法 非均匀有理B样条 十字链叉 曲面插补算法

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静脉采血机器人NURBS曲线轨迹规划研究 被引量：1

14

作者 李博 黎建军 李保保 《控制工程》 CSCD 北大核心 2022年第9期1638-1644,共7页

为研究静脉采血机器人在针体植入过程中的NURBS曲线轨迹规划问题,以提高NURBS曲线的插补精度、系统运行过程中的平稳性为优化指标,提出了基于Simpson法的NURBS插补算法求解预估插补参数,并改进预估插补参数校正法来简化计算。采用基于... 为研究静脉采血机器人在针体植入过程中的NURBS曲线轨迹规划问题,以提高NURBS曲线的插补精度、系统运行过程中的平稳性为优化指标,提出了基于Simpson法的NURBS插补算法求解预估插补参数,并改进预估插补参数校正法来简化计算。采用基于正弦加速度曲线的NURBS插补速度规划方法并在法向加速度和弓高误差的共同约束下,控制插补速度并保证加速度连续。最后在设计的静脉采血机器人上用MATLAB进行仿真分析。结果表明,该算法简化了插补计算,降低了弓高误差,提高了插补精度,并有效控制了速度波动率,使运行平稳、运行轨迹连续平滑。 展开更多

关键词 nurbs曲线 插补速度规划 预估校正 轨迹规划

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基于STEP-NC的CNC系统中插补技术研究 被引量：2

15

作者 杜娟 田锡天 +2 位作者 张振明 许建新 朱名铨 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2005年第10期24-27,73,共5页

STEP-NC是一个新的数控编程接口,基于STEP-NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一。在该系统中不但具有直线和圆弧插补功能,而且还具有样条曲线插补功能。开发了一个统一的基于NURBS样条曲线插补的通用插补器,推导出一个简洁的NURBS几... STEP-NC是一个新的数控编程接口,基于STEP-NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一。在该系统中不但具有直线和圆弧插补功能,而且还具有样条曲线插补功能。开发了一个统一的基于NURBS样条曲线插补的通用插补器,推导出一个简洁的NURBS几何数据预处理算法,详细论述了基于等弧长的插补技术和插补原理。最后,通过仿真和实例加工验证了上述算法的有效性和可靠性。 展开更多

关键词 STEP—NC nurbs 样条插补 等弧长插补 CNC系统 STEP 插补技术 预处理算法 技术发展方向 曲线插补

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三坐标数控加工的非均匀有理B样条适应性速度进给 被引量：1

16

作者 王宇晗 刘康 李宇昊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第S1期163-167,共5页

针对当前普遍采用的恒定进给速度的非均匀有理B样条(NURBS)插补方法存在的矢高误差和进给率波动过大的问题,提出了两种NURBS插补方法控制矢高误差的方法和恒定材料去除率的方法.第1种方法能够把矢高误差控制在较低的范围内,提高了加工精... 针对当前普遍采用的恒定进给速度的非均匀有理B样条(NURBS)插补方法存在的矢高误差和进给率波动过大的问题,提出了两种NURBS插补方法控制矢高误差的方法和恒定材料去除率的方法.第1种方法能够把矢高误差控制在较低的范围内,提高了加工精度;第2种方法把矢高误差限定在了更低的范围内,并且实现了材料去除率的恒定,从而提高了加工质量,延长了刀具的使用寿命. 展开更多

关键词 非均匀有理B样条 计算机数控 插补 矢高误差 材料去除率

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基于B样条插值的医学图像三维重构技术 被引量：2

17

作者 郑庆帅 张洛平 《计算机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第24期229-231,共3页

传统的三维重构方法不适用于旋转式切片,该文针对旋转式切片提出了一种可行的三维重构方法,即基于B样条插值的重构方法,解决了旋转式切片的实体建模问题,在绘制时利用OpenGL的NURBS接口编程,比三角面片逼近等方法的重构时曲面的绘制质... 传统的三维重构方法不适用于旋转式切片,该文针对旋转式切片提出了一种可行的三维重构方法,即基于B样条插值的重构方法,解决了旋转式切片的实体建模问题,在绘制时利用OpenGL的NURBS接口编程,比三角面片逼近等方法的重构时曲面的绘制质量有了显著提高。另外,该方法也适合于平行式切片的重构。 展开更多

关键词 三维重构 B样条插值 旋转式切片 OPEN GL nurbs 平行式切片

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