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高速高精度加工中NURBS曲线混合插补算法 被引量:11
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作者 董伯麟 王治森 韩江 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期174-178,共5页
研究零件复杂表面高速高精度加工的NURBS曲线参数直接插补方法,结合FIR数字滤波器原理,提出了一种NURBS曲线混合插补算法。在保证零件加工精度的前提下,实现基于S型速度曲线的加减速控制,使运动速度准确平滑;同时,算法中不需要插补前瞻... 研究零件复杂表面高速高精度加工的NURBS曲线参数直接插补方法,结合FIR数字滤波器原理,提出了一种NURBS曲线混合插补算法。在保证零件加工精度的前提下,实现基于S型速度曲线的加减速控制,使运动速度准确平滑;同时,算法中不需要插补前瞻计算,显著缩短了NURBS曲线插补算法运算时间。 展开更多
关键词 nurbs曲线混合插补 FIR滤波器 加减速控制规律 高速高精度加工
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直角坐标机器人轨迹自适应NURBS曲线插补算法 被引量:1
2
作者 潘忠英 王玉清 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第8期307-311,共5页
为了提升直角坐标机器人轨迹的分段精度,提出了一种直角坐标机器人轨迹自适应分段NURBS曲线插补算法。基于NURBSS曲线自适应速度调整原理,通过加减速区域分析和分段预处理,找出曲线上的曲率极大值,分辨这些点是否为速度敏感点,并通过前... 为了提升直角坐标机器人轨迹的分段精度,提出了一种直角坐标机器人轨迹自适应分段NURBS曲线插补算法。基于NURBSS曲线自适应速度调整原理,通过加减速区域分析和分段预处理,找出曲线上的曲率极大值,分辨这些点是否为速度敏感点,并通过前瞻处理,逆向插补每个速度敏感点,规划敏感区的进给速度,使各个轴的加减速限制与弓高误差可同时得到满足,并确定减速点位置,实时插补处理根据进给速度与当前插补点的位置,计算下一插补点的位置,实现实时插补。实验表明:该算法具有较高的分段精度与分段效率;可满足分段加减速的要求;速度波动率最低且始终在给定的速度范围内,能够良好地控制进给速度;前瞻处理后插补速度减速效果较好;插补计算耗时仅为0.6/ms。 展开更多
关键词 直角坐标 机器人轨迹 自适应分段 nurbs 曲线算法 进给速度
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基于双Hamming的NURBS曲线插补算法 被引量:1
3
作者 潘盛湖 吕彭杰 +1 位作者 徐尚飞 彭伦文 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第8期70-74,共5页
针对传统非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补中,由于理想插补步长和实际插补步长误差较大引起速度波动的问题,提出一种基于双Hamming的NURBS曲线插补算法。推导差分和导数定义分别变换Hamming方法,得到插补参数的预估、校正公式,再判断校... 针对传统非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补中,由于理想插补步长和实际插补步长误差较大引起速度波动的问题,提出一种基于双Hamming的NURBS曲线插补算法。推导差分和导数定义分别变换Hamming方法,得到插补参数的预估、校正公式,再判断校正公式所得插补参数值是否满足速度波动率要求,满足则可继续进行插补,否则利用密勒-牛顿迭代公式对插补参数值进行迭代校正。使用四阶Runge-Kutta方法对初始两插补参数进行求解,并推导插补数值方法关于插补周期的稳定性约束条件。最后对该算法进行仿真,仿真结果表明该算法相较于二阶Taylor、四阶R-K和Adams隐显预估校正算法,平均速度波动率减少30.54%~65.57%,迭代次数减少1.23%~13.12%,证明了该算法在保证较小迭代次数的同时减少了进给速度波动率。 展开更多
关键词 nurbs曲线 双Hamming法 速度波动率 稳定性
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混合型加减速前瞻规划的多节NURBS曲线插补策略
4
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 直接卷积 转角误差
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基于NURBS曲线的五轴工具磨床加工误差研究
5
作者 杨宇航 唐清春 +3 位作者 陈汉阳 李晓宇 乔鹏 周乐安 《工具技术》 北大核心 2025年第2期124-130,共7页
针对五轴工具磨床加工复杂曲面存在直线圆弧插补精度不足的问题,采用NURBS曲线插补优化方法,根据NURBS曲线的插补原理,计算磨削加工时砂轮刀尖点与刀轴点的数据及相对关系;通过计算NURBS曲线插补点的曲率,推导出插补误差与进给速度的关... 针对五轴工具磨床加工复杂曲面存在直线圆弧插补精度不足的问题,采用NURBS曲线插补优化方法,根据NURBS曲线的插补原理,计算磨削加工时砂轮刀尖点与刀轴点的数据及相对关系;通过计算NURBS曲线插补点的曲率,推导出插补误差与进给速度的关系,进而对其产生的误差进行优化;基于Java语言开发出满足MKG6030型五轴工具磨床NURBS插补的专用后置处理器;采用NUMROTO软件对某叶根铣刀试验件进行程序编制及实际加工验证。试验证明,该插补方法可以有效提高刀具前刀面的精度,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 五轴工具磨床 nurbs曲线 叶根铣刀 误差
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全程S曲线加减速控制的自适应分段NURBS曲线插补算法 被引量:63
6
作者 潘海鸿 杨微 +2 位作者 陈琳 谭华卿 孙红涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期190-195,共6页
为满足现代数控加工的高速度、高精度要求,提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段,并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划(速度规划为17种类型)中加减速... 为满足现代数控加工的高速度、高精度要求,提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段,并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划(速度规划为17种类型)中加减速类型和自适应调整速度曲线加减速时间。在固定插补周期下,与单独自适应算法、5段式S曲线加减速控制方法的仿真结果相比,在满足加速度与加加速度限制条件,且最大弦高误差不超过0.5μm时,该算法插补精度高于单独自适应算法,与5段式S曲线加减速控制方法近似,且其全程平均进给速度比5段式S曲线加减速控制方法平均进给速度提高21.7%,达到594mm/s。 展开更多
关键词 自适应 分段 S曲线加减速控制 nurbs曲线
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基于de Boor算法的NURBS曲线插补和自适应速度控制研究 被引量:25
7
作者 王田苗 曹宇男 +1 位作者 陈友东 魏洪兴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期2608-2613,共6页
以NURBS曲线de Boor递推插补算法为基础,针对NURBS曲线速度处理的特殊性,建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型,该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以de Boor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速... 以NURBS曲线de Boor递推插补算法为基础,针对NURBS曲线速度处理的特殊性,建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型,该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以de Boor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速度进行实时监控,分析了误差产生的原因并进行了相应的速度控制;以插补前直线加减速为例引入NURBS反向插补的概念,解决了NURBS曲线减速区长度计算问题。实验结果表明,该模型满足实际的NURBS曲线插补的需要。 展开更多
关键词 nurbs曲线 DE Boor算法 直线加减速 nurbs反向 弓高误差
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NURBS曲线高速高精度加工的插补控制 被引量:65
8
作者 游有鹏 王珉 朱剑英 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第10期943-947,共5页
针对复杂零件高速精密加工的需求 ,提出了一种 NURBS曲线的实时插补算法 .它基于 NU RBS曲线的矩阵表示 ,通过适当的插补预处理、运用参数预估计与校正的插补策略以及合理的近似计算方法 ,简化了插补的实时计算 ,保证了算法的实时性 .... 针对复杂零件高速精密加工的需求 ,提出了一种 NURBS曲线的实时插补算法 .它基于 NU RBS曲线的矩阵表示 ,通过适当的插补预处理、运用参数预估计与校正的插补策略以及合理的近似计算方法 ,简化了插补的实时计算 ,保证了算法的实时性 .特别是引入了插补误差和进给加速度的实时监控 ,使进给速度能随曲线曲率自适应调整 ,实现了 展开更多
关键词 nurbs曲线 高速精密加工 CAM 数控加工 数控机床 控制
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高速高精度数控加工中NURBS曲线插补的研究 被引量:47
9
作者 赵国勇 徐志祥 赵福令 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期291-294,共4页
针对复杂型面零件的高速高精度加工需要,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。提出一种新的加减速控制方法,在提高轮廓精度的同时极大地减小了切削加工对机床造成的冲击;结合轮廓误差限、最大向心加速度的约束,自适应地控制进给速度的变... 针对复杂型面零件的高速高精度加工需要,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。提出一种新的加减速控制方法,在提高轮廓精度的同时极大地减小了切削加工对机床造成的冲击;结合轮廓误差限、最大向心加速度的约束,自适应地控制进给速度的变化。对NURBS曲线插补算法进行了研究,并用C++Builder5编程实现。插补实例表明该算法能保证高速、高精度。 展开更多
关键词 nurbs曲线 CNC 加减速控制 高速高精度加工
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NURBS曲线插补过程中运动平滑处理 被引量:25
10
作者 姬俊锋 周来水 张得礼 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第21期2225-2228,2232,共5页
由于不能通过积分方法在短时间内精确计算NURBS曲线的长度,使得在数控加工过程中实时计算减速距离、判断最终减速段开始点变得非常困难。基于插补的实际情况,给出一种实时计算减速距离的方法,在此基础上,实现了基于梯形速度曲线的速度... 由于不能通过积分方法在短时间内精确计算NURBS曲线的长度,使得在数控加工过程中实时计算减速距离、判断最终减速段开始点变得非常困难。基于插补的实际情况,给出一种实时计算减速距离的方法,在此基础上,实现了基于梯形速度曲线的速度平滑处理以及基于S形速度曲线的加速度平滑处理。模拟结果表明,该方法在NURBS曲线实时插补过程中,在保证误差的基础上,满足了插补周期和加减速的要求,且实现了速度以及加速度的平滑过渡。 展开更多
关键词 nurbs 速度曲线 平滑处理
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基于牛顿迭代法的NURBS曲线插补算法 被引量:17
11
作者 王允森 盖荣丽 +2 位作者 孙一兰 杨东升 徐明子 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第4期13-17,共5页
通过分析数控机床加工中样条曲线插补原理,提出了一种基于牛顿迭代法的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法。该算法首先进行速度控制,保证了加工精度,然后利用牛顿迭代法来计算插补参数,避免了传统方法的大量求导运算。通过将二阶泰勒... 通过分析数控机床加工中样条曲线插补原理,提出了一种基于牛顿迭代法的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法。该算法首先进行速度控制,保证了加工精度,然后利用牛顿迭代法来计算插补参数,避免了传统方法的大量求导运算。通过将二阶泰勒展开式化成简单的线性递推方程来预测插补参数的迭代初值,进一步减小了运算开销。仿真对比实验表明,该算法稳定性好,运算精度高,能够满足实时插补的要求,且能够将实时插补产生的速度波动限制到理想的水平。 展开更多
关键词 数控 nurbs曲线 速度控制 牛顿迭代法 线性递推方程
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NURBS曲线泰勒展开插补法的平稳性与改进研究 被引量:11
12
作者 罗福源 游有鹏 尹涓 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期383-388,434,共7页
泰勒1阶或2阶级数展开是NURBS曲线迭代插补的常用方法,这种方法会导致弦长误差,从而导致速度波动与运动冲击。为此,分析了泰勒展开插补法的3种误差来源,提出了在1阶泰勒展开法基础上通过界定搜索邻域并采用二分插值搜索方法来精确求取... 泰勒1阶或2阶级数展开是NURBS曲线迭代插补的常用方法,这种方法会导致弦长误差,从而导致速度波动与运动冲击。为此,分析了泰勒展开插补法的3种误差来源,提出了在1阶泰勒展开法基础上通过界定搜索邻域并采用二分插值搜索方法来精确求取插补点参数的改进方法。该方法充分利用了泰勒展开法的初始精度和NURBS曲线的局部线性特征。试验表明,平均位移相对误差降低至6.46×10-11,且每个插补周期的搜索不多于3次,从而有效抑制了速度波动,实现了高速平稳加工。 展开更多
关键词 nurbs曲线 泰勒展开 运动平稳性
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基于滤波技术的NURBS曲线插补算法研究 被引量:6
13
作者 张晓辉 于东 +1 位作者 胡毅 孙维堂 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第14期1695-1699,共5页
在考虑加工精度、机床加减速能力和加速度变化连续性的基础上,设计了一种基于滤波技术的NURBS曲线插补算法。该插补算法不仅能够根据曲线形状自适应地调整加工速度,而且通过引入滤波技术实现了整个插补过程中的加速度连续,从而减小了机... 在考虑加工精度、机床加减速能力和加速度变化连续性的基础上,设计了一种基于滤波技术的NURBS曲线插补算法。该插补算法不仅能够根据曲线形状自适应地调整加工速度,而且通过引入滤波技术实现了整个插补过程中的加速度连续,从而减小了机床振动,提高了加工精度和加工效率。最后对所设计的插补算法进行了实例验证,验证结果表明该插补算法可以实现NURBS曲线的高速、高精和高效加工。 展开更多
关键词 nurbs曲线 算法 滤波技术 数控系统
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基于递归特征分析的NURBS曲线插补算法 被引量:5
14
作者 韩江 江本赤 +1 位作者 夏链 田晓青 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期107-111,119,共6页
在分析NURBS曲线公式中基函数递归特征的基础上,提出了一种新的NURBS曲线插补算法。该算法通过前一个参数增量值和前一段插补弦长来确定下一个参数增量值,进而实现对参数的密化。仿真实验结果表明,该算法在改善弦长误差和减小计算量方... 在分析NURBS曲线公式中基函数递归特征的基础上,提出了一种新的NURBS曲线插补算法。该算法通过前一个参数增量值和前一段插补弦长来确定下一个参数增量值,进而实现对参数的密化。仿真实验结果表明,该算法在改善弦长误差和减小计算量方面优于Taylor展开插补算法。 展开更多
关键词 nurbs曲线 递归特征 迭代算法
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NURBS曲线插补技术研究 被引量:7
15
作者 徐元凡 刘日良 +1 位作者 张承瑞 王科 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2009年第3期9-12,共4页
基于一种等弧长插补思想,综合考虑插补精度要求,实现进给速度随曲线曲率变化的调整。
关键词 nurbs曲线方法 精度
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基于S曲线加减速的NURBS插补控制方法研究 被引量:6
16
作者 岳磊 赵国勇 +1 位作者 刘晨希 安红静 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第5期43-46,共4页
对于复杂零件的数控加工,如何实现刀具轨迹的平滑插补控制具有重要意义。提出了一种基于S曲线加减速的平滑NURBS插补控制方法;采用复合辛普森求积公式计算NURBS刀轨曲线长度,并以最大轮廓误差、最大向心加速度为约束条件,对刀轨曲线进... 对于复杂零件的数控加工,如何实现刀具轨迹的平滑插补控制具有重要意义。提出了一种基于S曲线加减速的平滑NURBS插补控制方法;采用复合辛普森求积公式计算NURBS刀轨曲线长度,并以最大轮廓误差、最大向心加速度为约束条件,对刀轨曲线进给速度进行规划。在此基础上,用二阶泰勒展开式进行NURBS插补计算,并对插补过程中的加速度、加加速度进行限制。仿真加工实例说明该方法可以实现平滑运动控制,并能够满足加工精度要求。 展开更多
关键词 数控加工 S曲线加减速 nurbs平滑 加速度限制
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NURBS曲线实时插补算法研究 被引量:8
17
作者 龙汉 谌永祥 李永桥 《机械设计与制造》 北大核心 2006年第5期3-5,共3页
提出了一种包含插补误差和进给加速度实时监控的NURBS曲线实时插补算法,该算法有效的避免了曲线求导和曲率的复杂计算。运用参数的对分法预估下一插补点,极大限度简化了插补的实时计算,保证了算法的实时性。
关键词 nurbs曲线 实时 对分法 计算机数控
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连续时间周期化的NURBS曲线插补及其速度规划 被引量:4
18
作者 何改云 陶浩 +2 位作者 王太勇 董甲甲 张永宾 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期844-853,共10页
根据机床动力学性能,提前预测NURBS曲线插补时的速度极小值点,以这些点为基准将曲线分段,同时估算每条子曲线的长度.利用捷度阶跃式7段S型加减速规律对每条子曲线进行连续时间域下的速度规划,以插补总时间周期化为原则对连续时间域下的... 根据机床动力学性能,提前预测NURBS曲线插补时的速度极小值点,以这些点为基准将曲线分段,同时估算每条子曲线的长度.利用捷度阶跃式7段S型加减速规律对每条子曲线进行连续时间域下的速度规划,以插补总时间周期化为原则对连续时间域下的加减速各阶段运行时间做周期化离散处理.为了减小子曲线间衔接速度的波动,提出连续时间域运行时间重新规划的方法.为了减小NURBS曲线实时插补时的速度波动率,提出利用反向二次插补法进行实时插补计算,该方法不需要迭代计算且计算精度较高.仿真实验结果表明,连续时间域重新规划和周期化离散处理方法能够实现捷度满足机床性能要求的S型加减速速度规划,且实时插补阶段的速度波动率能够达到10-6级. 展开更多
关键词 nurbs曲线 S型加减速 周期化离散 反向二次
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高档数控机床NURBS曲线Newton-Rapson迭代的插补算法 被引量:12
19
作者 张万军 涂晶洁 +3 位作者 张育斌 张景轩 张景怡 张景妍 《机床与液压》 北大核心 2017年第9期126-130,共5页
为了解决NURBS曲线在Taylor一阶、二阶展开式求解曲线插补坐标点ui+1,存在计算量大、插补时间长等问题,提出一种Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法。该插补算法可以减少插补计算量和插补时间,提高插补精度,并提高曲线加工的效率。仿... 为了解决NURBS曲线在Taylor一阶、二阶展开式求解曲线插补坐标点ui+1,存在计算量大、插补时间长等问题,提出一种Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法。该插补算法可以减少插补计算量和插补时间,提高插补精度,并提高曲线加工的效率。仿真实验结果表明,Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法计算过程简单、切实有效,具有可行性和实用性,满足数控系统实时、高速、高效率插补的要求,在其他数控插补的过程中具有很强的借鉴意义。 展开更多
关键词 nurbs曲线 算法 Taylor展开式 Newton-Rapson迭代法 实时
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NURBS曲线的数控高速插补算法 被引量:10
20
作者 谢明红 叶丽 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2008年第3期307-313,327,共8页
为实现数控机床高速度高精度加工,在分析三次NURBS曲线原理的基础上,提出NURBS曲线插补算法原理.通过时间分割法建立NURBS曲线插补算法公式,给出了具体推导过程,分析了进给速度和加速度对插补的影响,并介绍了高速高效和恒速处理的方法,... 为实现数控机床高速度高精度加工,在分析三次NURBS曲线原理的基础上,提出NURBS曲线插补算法原理.通过时间分割法建立NURBS曲线插补算法公式,给出了具体推导过程,分析了进给速度和加速度对插补的影响,并介绍了高速高效和恒速处理的方法,在此基础上开发了NURBS曲线插补软件,对实例进行了验证.该方法简化了通常曲线插补过程中的繁琐计算,提高了NURBS曲线的插补速度,也保证了插补的精度和表面质量,它在曲线的高速高精度加工中具有非常重要的实际意义. 展开更多
关键词 nurbs曲线 曲线 时间分割法
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