基于nurbs曲面的五轴联动插补算法

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1、基于NURBS曲面的五轴联动插补算法-----------------------Page1-----------------------2007年第11期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2007)11—0029—04基于NURBS曲面的五轴联动插补算法魏胜利1，陈玮2，高军礼2(1．安阳工学院计算机系，河南安阳455000；2．广东工业大学自动化学院，广州510006)摘要：文章提出了一种基于NURBS曲面的五轴联动插补算法。对于NURBS曲面，确定一个参数方向的一系列参数值，就可确定一系列的另一个参数方向的NURBS曲线。沿这些曲线逐条进行插补，

2、就可实现对整个曲面的插补。在每个插补点，求出两个参数方向的切矢，确定出该点的曲面法矢，在假设刀控方向垂直于插补曲面的情况下求出两个旋转轴的运动，实现五轴联动插补。同时，利用NURBS曲线的局部性质来保证插补的实时性。关键词：NURBS曲面；五轴联动；插补算法；NURBS局部性质中图分类号：Tc659文献标识码：AFive-axisInterpolationAlgorithmBaseonNURBSSurfaceWEIJun·li。Sheng～li，CHENWei。，GAO．(1．ComputerScience&EngineeringAcademyofAnyangI

3、nstituteofTechn0109y，Anyang455000，China；2．AutomatizationAcademyofGuangdongUniversityofTechnology，Gusmgzhou510006，China)Abstract：ThispaperpresentsainterpolationalgarithmbasedOllNURBS(Non·UniformRationalBspline)．ForNURBSsurface,whenaseriesofvMuesofoneofthetwoparametersarefixed．aserieso

4、fNURBScul'vesintheothexparametcxdirectionwillbeobtained．InterpolatingalongtheseOUl'VeS，theinterpolationonthewholesurfacewillbefulfilled．Ineachinterpolationpoint．thetwoparanletdirectionsTangentVectormfoundandthentheNormalVectorisobtained．Intel'lrdoftheNorma_lVector,twoangllataxesmovem

5、entai'efound∞dsothefive-axislinkageinterpolationiscompleted．Keywords：NURBS；five-axislinkagemovement；interpolationO前言中。当前在数控加工领域，FANUC、SIEMENS等高档数控系统已能直接进行NURBS插补，UG等高档CAD／五轴联动数控技术是数控技术中最复杂、难度最CAM软件也能输出NURBS插补代码，NURBS插补方大、适用范围晟广的技术。其中实时插补程序是决定法将逐渐在CNC中占重要地位”】。目前，国内研究的系统性能的关键因素。传统的CNC系

6、统往往只提供基于B样条或者NURBS曲线的插补算法多是三轴插直线和圆弧插补程序，对于较复杂的曲线采用直线或补算法，而五轴联动插补算法则多采用示教法产生插圆弧段拟合，引起诸如数据量大，精度较差，进给速度补代码。在这里，我们利用NURBS曲线的局部性质提不均，通用性差，编程复杂等一些问题…。NURBS(非出一种实时的基于NURBS曲面的五轴联动直接插补均匀有理B样条)是80年代中期以后才逐渐发展起来算法。的描述自由曲线、曲面的方法。1991年，STEP国际标1NURBS曲线曲面理论”1准把NURBS作为定义产品形状的唯一数学方法。之后，NURBS方法被广泛应用在大多

7、数商用CAD系统NURBS曲线的表达式如下：收穑日期：2007—04—10作者简介：魏胜利(1974--)，男，河南滑县人，安阳工学院工程师，硕士，研究方向为智能控制和计算机图形学，(E-mail)wdshengli401@163．咖·。·29-万方数据-----------------------Page2-----------------------·设计与研究·组合机床与自动化加工技术定法，用这种方法得出的步长恒定。可以保持刀具的恒∑8¨(“)职KP(u)=旦!}———一(1)速运行，这种方法的缺点是当曲线曲率变化急剧的时荟8“(“)暇候难以同时保证插补速

8、度和精度的要求。有的提出