基于神经网络的NURBS曲线插补改进研究

本文介绍了NURBS曲线的插补特点,针对复杂曲线在NURBS曲线插补中求导误差大、计算复杂等问题,应用BP神经网络进行NURBS曲线插补方法的优化。然后通过实例验证,表明了使用该方法可以满足所要求的插补精度,而且由于插补前先进行了参数u的预估,插补速率得以提高。     

基于非均匀有理B样条的压电陶瓷非线性校正

针对压电陶瓷的非线性迟滞特性限制两级进给式大行程精密定位系统定位精度提高的问题,利用非均匀有理B样条(NURBS)快速插补算法对迟滞特性进行补偿.在通过MATLAB软件实现NURBS插补算法的过程中,将NURBS插补算法与线性插值算法进行仿真和比较.结果表明,NURBS插补算法的误差明显小于线性插值算法的误差,验证了利用NURBS插补算法解决压电陶瓷非线性的正确性、可行性和实用性,解决了压电陶瓷非线性迟滞特性曲线模型建立的问题,且在精密工作台满足速度要求的前提下可实现更高的定位精度.     

NURBS曲线的数控高速插补算法

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.     

基于双圆弧逼近的插补技术研究

NURBS插补技术已经成为国内外数控系统厂商和相关研发机构争相研究的热点问题,从NURBS曲线构造原理出发,给出了一般参数曲线插补基本实现过程。分析了NURBS曲线数学理论基础、双圆弧基本数值算法。采用常见的CAM软件ProE辅助设计软件,验证实验证明了该技术方案的可行性。     

基于进给速度自适应控制的NURBS曲线智能插补的新算法

通过对NURBS曲线的特点分析和NURBS曲线插补参数值求取方法的研究,在可控弦高误差算法的基础上,提出了一种简单而实用的NURBS曲线自适应插补算法。该算法充分考虑到机床的实际加工能力,对曲线段进行提前预插补,实现了加工进给速度自适应地随着曲率半径而变化,使加工运动更平滑,还避免了因加工曲线终点的判断而带来的复杂计算,并给出了快速求取插补点的3次NURBS曲线动态矩阵和曲线曲率的快速计算方法。     

一种新型绘图机用插补和伺服控制器

绘图机中的插补器在传统上是以硬件构成的高速运算部件,它实现的线路复杂,而且硬件的灵活性也很差。特别是在高速高精度绘图机中,若想以微处理器的程序方式来代替这些插补运算部件,每个插补点之间的时间仅只有十几微秒。在如此短的时间内实时地完成插补运算,则存在一定困难。文中以插补器后续的伺服系统的工作实际出发,提出以等时间(变空间间隔)的插补方式代替传统的等空间(变时间间隔)插补方法。从理论和实践两方面都证实了新方法的可行性。以此构成的新型绘图机结构简单、工作精度高、性能可靠、便于调试。     

NURBS及Hermite混合高速加工插补算法

在考虑工件轮廓的几何特点对加工效率与加工平稳性带来的影响的基础上,提出直线、NURBS及Hermite曲线混合高速加工插补算法.该算法在满足插补精度的基础上,对工件轮廓的线段长度、相邻线段夹角等几何参数进行定量分析,筛选出满足条件的部分进行NURBS曲线拟合.对存在尖角的曲线段间采用三次Hermite曲线进行衔接,改善了加工轮廓的光滑性.在满足最大弓高误差及最大加速度的要求下对直线段、NURBS曲线以及Hermite曲线进行混合插补,从而实现任意轮廓高速高质量的数控加工.对比分析和加工实验表明,采用该算法能够提高轮廓的连续性,有利于改善加工效率和加工平稳性.     

基于模糊推理的NURBS曲线直接插补进给速度确定方法

为了提高复杂自由曲线数控加工的效率和精度,采用NURBS曲线拟合加工曲线,建立其曲率半径计算数学模型,针对自由曲线曲率半径变化范围大的特点,提出一种冗余误差控制NURBS曲线插补算法与模糊推理运算相结合的进给速度确定新方法.经MATLAB环境下进给速度插补过程仿真,并与冗余误差控制进给速度插补算法、弓高误差控制自动调节速度插补算法比较,结果表明:该方法可根据自由曲线的曲率半径及其变化率值经模糊推理方法确定出合适的进给速度以提高加工效率,并能使弓高误差不超出最大允许值以保证加工插补精度.     

具有自光顺功能的五坐标样条插补控制器

针对现行复杂曲面加工中常常采用的五轴联动线性插补加工方法速度、精度较低,数控文件较大等缺点,开发了一种具有自光顺功能的五坐标样条曲线插补器。介绍了运动控制器中样条曲线的构造方法和曲线实时插补方法。针对具有流线型设计要求的工件的加工,控制器在插补实施之前,对数控程序文件中提供的刀心点序列进行光顺性判断,对不符合光顺判别条件的刀心点进行修正。加工实例表明,本文方法可以完全克服五轴线性插补方法的不足之处。初步应用表明:该控制器对轮廓外形具有光顺性要求的工件具有良好的加工效果。     

在单板微计算机上实现带问隙补偿八点法插补器

本插补器把功能强、性能好的八点法曲线形成法应用栏数控机床加工中;用矢量法实现了非园二次曲线的自动间隙补偿;妥善解决了在航空、船舶及机械工业中占有重要地位的列表曲线的插补问题.这就使得以普通单板机为实现手段的八点法插补器在不须扩充内存容量的情况下具备自动补偿间     

超精密加工中NURBS曲面的保形插值算法

研究了适用于超精密加工的插补算法及曲面保形插值算法.在分析研究三次NURBS曲线性质基础上,提出了一种不需要反算控制顶点NURBS插值算法,采用Matlab7.0软件对该算法进行仿真.结果表明,得到的曲线具有保凸性、保形性等性质,并且曲线的修改具有局部性质,在曲线段的连接点处具有C~2连续性质.这对实现平滑稳定的高速、高精度加工具有重要意义.     

NURBS曲线实时插补中S型加减速算法的研究

针对在高速高精度加工过程中非均匀B样条曲线(non-uniform rational B-spline,NURBS)的实时插补时,机床加减速容易出现冲击或者振荡现象,提出了S型加减速(S-shape ADC/DEC)前瞻方法。建立了曲线的S型加减速离散采样模型,提出了S型曲线加减速前瞻算法,通过此算法可以根据实际插补轨迹的几何特性,能够自适应地确定加减速点。仿真结果表明该算法可以在保证加工精度的同时有效消除加减速过程中对机床的冲击,提高加工精度。     

纬编针织物组织结构的三维建模方法研究

以3DS Max软件为例,探讨了针织物组织结构的三维建模方法.根据Pierce模型理论,确定了表达线圈轴线空间弯曲形态的控制点并基于非均匀有理B样条函数插值建立曲线,结合3DS Max软件的截面曲线放样技术实现了线圈的建模.按照线圈的形成规律,实现了纬平针、罗纹组织的三维建模.研究表明,基于非均匀有理B样条函数插值及截面曲线放样技术,可以方便地实现针织物三维模型的建立.     

基于B3样条曲线的数控加工刀位轨迹计算的研究

为解决自由曲线（面）数控加工刀具轨迹规划问题,采用B3样条进行轨迹规划.为了解决刀尖与刀心的误差补偿问题,采用等距曲线,推导等距B3样条插值算法.运用该方法加工出来的凸轮精度高,光滑性好.实例说明B3样条曲线同样能达到自由曲线（面）数控加工中要求的精度及光滑性,且计算量小.     

NURBS曲线在数控加工领域中的应用与研究

通过研究权因子对NURBS曲线形状的影响,总结了NURBS方法在数控加工中的优缺点。利用NURBS曲线的方法可有效的构建自由空间曲线的模型,较好地逼近加工曲线。结果表明：NURBS曲线法算法简单、精度较高,为数控机床加工复杂曲线提供了一种实用方法。     

An Approximation Method of NURBS Curves in NC Machining

An algorithm for approximating arbitrary NURBS curve with straight line is presented.Firstly,NURBS curve is acquired according to data points on the curve.Secondly,Approximating arbitrary NURBS curve is based on dichotomy.The resulting straight line approaches to the original curve with relatively fewer segments within the required tolerance.The example shows that the algorithm is simple and its approximation precision is high.The method is most useful in numerical control to drive the cutter along straight line or circular paths.