样条插补技术在CNC系统中的应用 被引量：3

1

作者 田锡天 杨海成 张振明 《航空制造技术》 北大核心 2003年第5期58-60,共3页

论述了CNC系统中的样条插补技术———解决自由曲面高速加工中存在问题的基本方法。重点描述了面向逆向工程、基于PC的CNC系统所采用的三次样条插补技术。通过对三次样条与五次样条的比较 。

关键词 CNC系统 逆向工程 三次样条插补技术 五次样条插补技术 发展趋势 CNC技术 刀具轨迹曲线 参数步长

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可配置型五坐标B样条插补控制器的研制 被引量：2

2

作者 刘源 韩振宇 +1 位作者 王永章 富宏亚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1577-1585,共9页

针对采用五轴联动数控机床的线性插补功能进行数控加工存在的不足,提出了一种B样条插补控制策略用于五轴联动数控机床以实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工。参考开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)标准,开发了具有B样条插补功能的... 针对采用五轴联动数控机床的线性插补功能进行数控加工存在的不足,提出了一种B样条插补控制策略用于五轴联动数控机床以实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工。参考开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)标准,开发了具有B样条插补功能的五轴联动数控机床运动控制器。该控制器将控制任务按照实时性要求进行划分。人机交互、代码解析及参数映射关系构造等过程离线完成,插补运算、离散逻辑控制及逆运动学变换等过程由实时线程执行,保证了数控系统的硬实时性。为简化NC程序的编制过程,控制器设计为接收工件坐标系下的加工信息。通过开发适应各种形式数控机床的逆运动学变换模块,并将机床参数设计为可用户定制,使得控制器具有良好的通用性。在控制器内部建立NC程序文件中位置曲线和方位曲线间的参数映射关系,使得机床平动轴与转动轴间的运动规划符合实际加工要求,并可保证加工精度。实际加工实验中,在采用B样条插补算法的NC程序量降低为线性插补NC程序量15%倍时,其插补误差为线性插补误差的45%,控制器插补精度为0.68,表明该B样条插补控制器可以满足五坐标数控加工的要求。 展开更多

关键词 数字控制 五坐标加工 B样条插补 运动控制器

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高次曲线的样条插补方法

3

作者 冉树成 曲长涛 冯勇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 1994年第12期15-19,共5页

本文提出了一种应用于高性能数控车床系统的高次曲线样条插补方法，介绍了该方法的基本原理及具体的软件的实现，对插补的轮廓误差进行了详细的分析。该方法已应用于某厂１６Ｍ卧式车床数控系统的改造项目中，”证明了该方法具有精度高... 本文提出了一种应用于高性能数控车床系统的高次曲线样条插补方法，介绍了该方法的基本原理及具体的软件的实现，对插补的轮廓误差进行了详细的分析。该方法已应用于某厂１６Ｍ卧式车床数控系统的改造项目中，”证明了该方法具有精度高、速度快的特点，完全满足了系统实时性的要求，极大地提高了高次曲线工件的加工效率。 展开更多

关键词 数控机床 车床 样条插补 高次曲线

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五轴联动数控激光加工系统的空间曲线B样条插补算法研究 被引量：7

4

作者 陈伟 殷苏民 《机床与液压》 北大核心 2004年第1期53-55,共3页

五轴联动计算机数控激光加工系统是多功能综合性的机电一体化设备 ,可进行平面和三维曲面的切割、焊接等激光加工。传统的CNC系统往往只提供直线和圆弧插补功能 ,不能满足CAD系统的曲线和曲面造型能力对CAM系统的要求。本论文针对复杂... 五轴联动计算机数控激光加工系统是多功能综合性的机电一体化设备 ,可进行平面和三维曲面的切割、焊接等激光加工。传统的CNC系统往往只提供直线和圆弧插补功能 ,不能满足CAD系统的曲线和曲面造型能力对CAM系统的要求。本论文针对复杂轮廓零件数控加工的需要 ,提出了一种新的空间曲线B样条插补五轴联动算法 。 展开更多

关键词 五轴联动 计算机数控 空间曲线 B样条插补

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数控系统样条曲线插补技术研究综述

5

作者 盖荣丽 马淑雅 +1 位作者 杜晓燕 高守传 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期353-356,共4页

传统数控系统加工复杂曲线时,一般采用微小线段或圆弧段逼近的方法,加工精度低,易引发刀具抖动、机床振动等问题。随着CAD/CAM技术的发展,现代数控机床向高速度、高柔性方向发展,基于高质量加工的要求,提出样条曲线插补方法。对样条曲... 传统数控系统加工复杂曲线时,一般采用微小线段或圆弧段逼近的方法,加工精度低,易引发刀具抖动、机床振动等问题。随着CAD/CAM技术的发展,现代数控机床向高速度、高柔性方向发展,基于高质量加工的要求,提出样条曲线插补方法。对样条曲线插补方法进行综述,首先阐述了插补技术的重要性;其次从进给速度、加工精度等角度系统分析了样条曲线插补方法,分别介绍了A样条插补、B样条插补和C样条插补;最后描述了三种插补方法的发展过程和最新研究动态,对其未来趋势做了总结和展望。 展开更多

关键词 数控系统 样条曲线插补 A样条插补 B样条插补 C样条插补 高质量加工

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适于高速加工的五次参数样条曲线插补及其速度生成算法的研究 被引量：4

6

作者 郑金兴 张铭钧 孟庆鑫 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期795-801,共7页

为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保... 为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保证机床在高速运行过程中加加速度(加速度的变化率)的二次连续、加速度、速度和位移与时间关系的高阶连续变化,并且保证在各自的约束范围内,从而使机床的运动平稳,避免产生大的冲击和振动,同时有利于提高加工质量,减少加工时间.通过仿真验证,表明了这种算法能有效地保证高速加工机床运行过程中进给速度的连续性和运动轮廓的平滑性. 展开更多

关键词 五次样条插补 二阶连续加加速度 插补算法 高速加工

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样条曲线插补方法综述 被引量：7

7

作者 盖荣丽 王允森 +2 位作者 孙一兰 刘明烈 王贤蛟 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2012年第12期2744-2748,共5页

样条插补能够直接对参数曲线进行插补是当前数控加工领域的研究热点之一.在样条插补过程中,插补参数的计算方法决定了数控机床加工中速度波动的大小.速度波动是影响数控系统加工质量的重要因素,因此插补参数计算方法是样条曲线插补的关... 样条插补能够直接对参数曲线进行插补是当前数控加工领域的研究热点之一.在样条插补过程中,插补参数的计算方法决定了数控机床加工中速度波动的大小.速度波动是影响数控系统加工质量的重要因素,因此插补参数计算方法是样条曲线插补的关键技术.近年来,研究人员提出多种样条插补算法和插补参数计算方法.介绍样条插补的基本概念,分析速度波动产生的原因;阐述三种常见的样条曲线插补方法并着重综述了各种插补参数计算的方法,分析了各种方法的优缺点;并指出样条插补方法的研究趋势. 展开更多

关键词 数控加工 样条曲线插补 速度波动 插补参数计算

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一种三次插值样条曲线的插补方法研究 被引量：6

8

作者 黄建 宋爱平 +1 位作者 陶建明 易旦萍 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2012年第4期46-49,共4页

针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求,基于数据采样插补原理,对一种三次插值样条曲线的插补算法进行了研究。样条曲线进行参数化运算插补,先使用一系列首尾相接的微小直线段来逼近给定的插值样条曲线轮廓,再利用轨迹空间与参变量空间的... 针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求,基于数据采样插补原理,对一种三次插值样条曲线的插补算法进行了研究。样条曲线进行参数化运算插补,先使用一系列首尾相接的微小直线段来逼近给定的插值样条曲线轮廓,再利用轨迹空间与参变量空间的对应关系,控制参变量,求取插补点坐标,得到整个离散化插补轨迹。此算法加工速度稳定性高,有利于高速高精地生成插补轨迹。 展开更多

关键词 数据采样插补 插值样条 样条曲线插补

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NURBS插补中的速度规划与参数计算 被引量：16

9

作者 王允森 杨东升 +1 位作者 刘荫忠 孙一兰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1896-1902,共7页

为满足数控机床高速度、高质量加工的需求,提出一种新的非均匀有理B样条曲线插补算法。该算法包括速度规划和参数计算两部分。速度规划部分采用五段S曲线加减速控制方法,能够保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生激... 为满足数控机床高速度、高质量加工的需求,提出一种新的非均匀有理B样条曲线插补算法。该算法包括速度规划和参数计算两部分。速度规划部分采用五段S曲线加减速控制方法,能够保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生激烈的震颤;参数计算部分应用抛物线插值结合牛顿迭代的方法计算插补参数,将实时插补时产生的进给速度波动控制到理想水平,从而进一步减小机床震颤。仿真实验表明,该算法能够减小机床振动,实现高质量加工。 展开更多

关键词 数控 非均匀有理B样条插补 五段S曲线加减速控制 抛物线插值 牛顿迭代法

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基于曲线重构的微段插补算法 被引量：4

10

作者 施群 黄宇亮 高胜林 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1229-1235,共7页

针对传统微段加工中由于频繁加减速产生的机床振动大、加工效率低及微段节点处速度方向不连续的问题,在计算机数控中采用微段曲线重构技术,对连续微段进行实时样条重构,以实现对曲面的高速高精度插补加工。应用微段插补技术进行的样件... 针对传统微段加工中由于频繁加减速产生的机床振动大、加工效率低及微段节点处速度方向不连续的问题,在计算机数控中采用微段曲线重构技术,对连续微段进行实时样条重构,以实现对曲面的高速高精度插补加工。应用微段插补技术进行的样件数控加工实验中,在保证原曲线加工精度的同时,提高了加工速度。实验结果表明了算法的有效性。 展开更多

关键词 曲线重构 微段加工 样条插补 数控系统 计算机辅助设计

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面向高质量加工的圆弧平滑压缩插补算法 被引量：3

11

作者 吴文江 李浩 +1 位作者 韩文业 郭安 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期2700-2707,共8页

为实现离散小线段形式下圆弧的高速高精加工,在分析现有样条插补方法不足的基础上,提出一种圆弧平滑压缩插补算法。该算法根据双弓高误差限制,从由离散小线段构成的加工路径中识别出非连续微小线段加工区域和连续微小线段加工区域。对... 为实现离散小线段形式下圆弧的高速高精加工,在分析现有样条插补方法不足的基础上,提出一种圆弧平滑压缩插补算法。该算法根据双弓高误差限制,从由离散小线段构成的加工路径中识别出非连续微小线段加工区域和连续微小线段加工区域。对于非连续微小线段加工区域,直接在离散小线段上进行插补计算,以保证加工精度。对于连续微小线段加工区域,根据离散指令点的曲率值对曲率极值点和拐点进行拟合,将折线加工路径转化为平滑的二次有理Bézier曲线加工路径;然后,利用二次有理Bézier曲线特征识别出圆弧并转换为几何形式;最后,将相邻圆弧段合并后进行插补计算。实验结果表明,在离散小线段形式下,该算法可以有效降低速度的频繁波动,实现圆弧的高质量加工。 展开更多

关键词 加工 平滑压缩 圆弧 二次有理Bézier 样条插补

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基于STEP-NC的CNC系统中插补技术研究 被引量：2

12

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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数控系统高性能微段插补技术研究与应用 被引量：4

13

作者 陶佳安 游清宁 施群 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1923-1929,共7页

针对在复杂曲线曲面加工时,由CAM产生的连续微段在加工中由于频繁加减速所带来的加工精度和速度的矛盾问题。在CNC中采用微段插补技术对连续微段进行实时样条重构及递推插补以实现对曲面的高速高精度加工。给出的微段插补技术包括新设... 针对在复杂曲线曲面加工时,由CAM产生的连续微段在加工中由于频繁加减速所带来的加工精度和速度的矛盾问题。在CNC中采用微段插补技术对连续微段进行实时样条重构及递推插补以实现对曲面的高速高精度加工。给出的微段插补技术包括新设计的代数指数样条函数,结合速度规划给出的样条重构及样条曲线的递推插补算法。应用微段插补技术进行的样件数控加工实验中,在保证原曲线加工轮廓误差的同时,加工轨迹以μm级精度逼近原曲线,并且加工速度提高了5～5.4倍。实验结果表明,算法在加工轨迹的整体上实现了进给速度的平滑衔接,在加工过程中避免了频繁的加减速,机床运行平稳,加工精度高,表面质量好的同时提高了加工效率。 展开更多

关键词 数控系统 微段 样条插补 代数指数样条 快速递推

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适用于高速高精加工的椭圆弧平滑压缩插补算法 被引量：2

14

作者 李浩 吴文江 +2 位作者 陈渌萍 韩文业 郭安 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2018年第3期600-606,共7页

为了实现离散小线段形式下椭圆弧的高速高精加工,提出了一种椭圆弧平滑压缩插补算法.该算法根据双弓高误差限制,从由离散小线段构成的加工路径中识别出连续微小线段加工区域.在连续加工区域中,根据离散指令点的曲率值,对曲率极值点和拐... 为了实现离散小线段形式下椭圆弧的高速高精加工,提出了一种椭圆弧平滑压缩插补算法.该算法根据双弓高误差限制,从由离散小线段构成的加工路径中识别出连续微小线段加工区域.在连续加工区域中,根据离散指令点的曲率值,对曲率极值点和拐点进行拟合,将折线加工路径转化为平滑的二次有理Bézier曲线;然后,利用曲线特征识别出椭圆弧,并转换为几何形式;最后,将相邻椭圆弧段合并后,进行插补计算.试验结果表明,该算法降低了速度的频繁波动,实现椭圆弧的高速高精加工. 展开更多

关键词 平滑压缩 椭圆弧 二次有理B6zier 样条插补

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基于改进三次样条插值的探空资料质控研究 被引量：4

15

作者 杨荣芳 马瑞琪 张光磊 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期183-192,共10页

由于L波段探空资料存在缺测及稀疏、零散的数据,造成信息量在时空分布上的不均匀性。考虑到参与插补计算的权重因子个数和插补半径对探空观测数据影响较大,在三次样条插值基础上将插补半径和参与计算权重因子个数作为约束条件引入算法中... 由于L波段探空资料存在缺测及稀疏、零散的数据,造成信息量在时空分布上的不均匀性。考虑到参与插补计算的权重因子个数和插补半径对探空观测数据影响较大,在三次样条插值基础上将插补半径和参与计算权重因子个数作为约束条件引入算法中,以被插值点±40gpm为插值半径,取有效因子个数≥3个,提出了改进的三次样条插补算法。通过交叉验证分时段对插补结果进行检验评估,气温AE在±0.1℃之间,RMSE值小于0.08;相对湿度AE在-1.0%~+0.7%之间,RMSE值小于0.3;风速数据AE在±0.6m/s之间,RMSE值小于0.2,表明改进三次样条插补算法对探空资料的质控效果在时间和空间上一致性较好。在晴空条件下相对湿度的插补效果优于有降水天气,气温和风速的插补效果不受晴空条件和降水条件的影响。 展开更多

关键词 权重因子 插补半径 改进的三次样条插补算法

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B样条在弧面分度凸轮设计与制造中的应用 被引量：3

16

作者 孙树峰 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第1期45-48,共4页

介绍了一种新的基于B样条曲线的弧面分度凸轮的设计与制造技术,给出了两种构造凸轮从动件运动特征曲线的方法优化设计法和拟合法.讨论了用它们构造凸轮从动件运动曲线的特点和注意事项,提出了用B样条插补加工弧面分度凸轮的方法,并开发... 介绍了一种新的基于B样条曲线的弧面分度凸轮的设计与制造技术,给出了两种构造凸轮从动件运动特征曲线的方法优化设计法和拟合法.讨论了用它们构造凸轮从动件运动曲线的特点和注意事项,提出了用B样条插补加工弧面分度凸轮的方法,并开发了相应的设备,提高了弧面分度凸轮的制造质量. 展开更多

关键词 弧面分度凸轮 B样条曲线 修正正弦曲线 B样条插补 优化设计

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基于新型代数指数样条曲线的微段加工算法

17

作者 施群 黄宇亮 +1 位作者 高胜林 陶佳安 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期1953-1960,共8页

针对曲线重构微段加工中采用的样条曲线计算稳定性差、运算速度慢,且在加减速的条件下不能直接递推插补计算而造成计算效率低的问题,在计算机数控中采用基于新型插补样条的实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工。实验结果表明,重构... 针对曲线重构微段加工中采用的样条曲线计算稳定性差、运算速度慢,且在加减速的条件下不能直接递推插补计算而造成计算效率低的问题,在计算机数控中采用基于新型插补样条的实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工。实验结果表明,重构的新样条曲线计算速度快且稳定,可进行直接递推插补。基于新样条曲线优越性质的微段加工,在充分发挥实时曲线重构与递推插补微段加工方法优势的基础上,可以进一步提高插补计算的效率,实现对任意曲面的高速高精度插补加工。 展开更多

关键词 计算机数字控制 样条插补 实时重构 微段加工 代数指数样条曲线

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B样条曲线拟合在数控内孔曲线磨床加工中的应用 被引量：1

18

作者 马涛 《机床与液压》 北大核心 2012年第4期20-21,共2页

为了改善定子曲线(列表曲线)的平滑性及使曲线曲率变化更加均匀,从而使定子曲线径向速度、加速度变化率无突变,不产生激振,使机床加工出的定子轮廓误差更小、表面粗糙度更小,提出采用B样条曲线拟合法对列表曲线进行拟合后再加工的方法... 为了改善定子曲线(列表曲线)的平滑性及使曲线曲率变化更加均匀,从而使定子曲线径向速度、加速度变化率无突变,不产生激振,使机床加工出的定子轮廓误差更小、表面粗糙度更小,提出采用B样条曲线拟合法对列表曲线进行拟合后再加工的方法。在用QMK003数控内孔曲线磨床加工定子时,应用了上述方法,并测试加工后的定子,结果表明:泵的噪声降低,效率提高。说明该方法是可行的,具有很强的推广价值。 展开更多

关键词 定子 曲线拟合 B样条曲线插补

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基于代数三角基的Quasi-Hermite曲线的构造与研究 被引量：1

19

作者 施群 游清宁 马成良 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期406-411,共6页

数控系统的插补算法中常采用的Hermite样条曲线,由于算法递推速度低且逼近精度较差,限制了它在中高档数控系统实时插补中的应用。通过研究数控系统的样条曲线构造特点及其和CAD/CAM系统的样条曲线之间的关联,采用最佳平方逼近,并结合幅... 数控系统的插补算法中常采用的Hermite样条曲线,由于算法递推速度低且逼近精度较差,限制了它在中高档数控系统实时插补中的应用。通过研究数控系统的样条曲线构造特点及其和CAD/CAM系统的样条曲线之间的关联,采用最佳平方逼近,并结合幅值、相位、摄动量的优化,在代数三角混合空间Γn=span{1,cost,sint,…,cosnt,sinnt}中,构造了一组高精度的基函数,生成了Quasi-Hermite曲线。应用该算法进行的数控系统插补实验中,不仅新样条曲线的递推插补运算速度提高了14.5%,而且逼近精度达到了10-4数量级,结果表明,基于新曲线的插补算法在提高了轮廓加工轨迹精度的同时,也提高了加工效率,满足了中高档数控平台中样条曲线的构造要求。 展开更多

关键词 数控系统 样条曲线 高精度 样条插补 代数三角样条基

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一种基于STL模型的5轴高速加工刀轨优化策略

20

作者 孙全平 陈前亮 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期69-73,共5页

针对线性插补刀轨不连续且插补点多的缺点,提出了一种基于STL模型的口腔修复体5轴高速铣削数控加工刀轨优化策略。以去除不必要的插补点,简化加工刀轨的数量,优化刀轴矢量包络的曲面为平滑变化的规则面,实现了一种支持HEIDENHAIN数控系... 针对线性插补刀轨不连续且插补点多的缺点,提出了一种基于STL模型的口腔修复体5轴高速铣削数控加工刀轨优化策略。以去除不必要的插补点,简化加工刀轨的数量,优化刀轴矢量包络的曲面为平滑变化的规则面,实现了一种支持HEIDENHAIN数控系统的样条插补新方法。运用该策略线性插补的G代码成功地被转换成样条代码,基于Vericut仿真器,仿真加工出了磨牙冠修复体。结果表明,该优化策略不仅能缩短切削时间、提高加工质量,而且可避免切削颤振。 展开更多

关键词 计算机应用 样条插补 刀轨优化 STL模型 口腔修复体

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