基于插值样条的数控运动轨迹描述及平滑处理.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术No．12014年1月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJan．2014文章编号：1001—2265(2014)01—0049—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．01．014基于插值样条的数控运动轨迹描述及平滑处理冰陶建明，宋爱平，易旦萍(扬州大学机械工程学院，江苏扬州225127)摘要：为了更好地描述工程中复杂的数控加工运动轨迹，实现轨迹段间的平滑过渡，提出了一种基于特殊基函数的可调形三次三角插值样条曲线。该曲线具有c连续性，可以精确表示直线、圆弧及自由曲线等常

2、见工程曲线，给定控制点信息，改变调形系数，可以得到不同形状的插值样条曲线；通过在数控运动相邻加工段拐角处附近选择合适的控制点及调形系数，可以实现拐角的平滑过渡，从而保证运动路径的平稳、进给速度的连续。关键词：三次三角样条曲线；插值；可调形；轨迹描述；平滑路径中图分类号：TH162；TP391文献标识码：ADescriptionandSmoothingofNCMotionPathBasedontheInterpolationSplineTAOJian—ming，SONGAi-ping，YIDan—ping(CollegeofMechanicalEngineering，YangzhouUnive

3、rsity，YangzhouJiangsu225127，China)Abstract：InordertobetterdescribethecomplexmotionpathofNCprocessingandrealizethesmoothtran—sitionbetweenpathsegments，akindofcubictrigonometricinterpolationsplinecurvewasputforwardbasedonasetofspecialbasisfunction．ThesplinecurvewhichwithadjustableshapesatisfiestheCco

4、ntinuity，anditcanaccuratelyrepresentsomecommonengineeringcurvessuchasstraightline，circulararcandfreecurve．Accordingtothegiveninformationofcontrolpoints，differentshapesofinterpolationsplinecurvecanbegottenbychanging：theadjustmentcoeficients．Byselectingthepropercontrolpointsandadjustmentcoeficientsne

5、arthecomerofadjacentNCprocessingpathsegments，insertthesplinecurveatthecomercanrealizethesmoothtransitionaroundthecomer，ensurethestabilityofmotionpathandthecontinuousoffeedspeed．Keywords：cubictrigonometricsplinecurve；interpolation；adjustableshape；trajectorydescription；smoothpath对于相邻加工段拐角处速度的处理，文献[34

6、]提O引言出了转角处加入圆弧或二次曲线进行转接的过渡法，高速数控加工是提高零件加工效率和加工质量的从而实现拐点处速度不降为零的目标。该方法在一定重要途径。机床在高速运行过程中，要尽可能保证机程度上提高了加工效率，降低了机床冲击。但该方法床运动的稳定性，防止出现较大冲击载荷而影响零件欠缺对加速度的控制，误差控制不严格，当转角较大的加工质量，同时保护机床的进给系统。实际加工时，转接速度提高幅度有限，不能很好地满足高速加工过程中，数控运动轨迹往往由多个直线段和圆弧段组的需求。文献[5]提出了前瞻的速度控制方式，该方成；而目前数控系统在相邻加工段拐角处速度的处理，法将拐角处速度矢量变化所形成的冲击限

7、制在机床允大都采用先将进给速度降为零，然后再升速到指令速许范围内。通过拐角处有限速度的下降，追求加工效度，这样以零速通过各拐角的方式来避免对机床造成率最大化，但该方法预先计算量大，对数控系统硬件要过大冲击。但是，这种方法势必会造成加工过程中系求较高。文献[6]提出了一种矢量过渡法来实现轨迹统频繁的速度启停，严重影响：零件加工效率的提高。段问的平滑转接。通过对运动参数的超前分析，能够为此，需研究拐角处的运动控制