高速数控系统中nurbs曲线自适应插补的实现及其加减速控制策略研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文高速数控系统中NU】强S曲线自适应插补的实现及其加减速控制策略研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：林志炜计算机应用技术郭锐锋研究员二O一四年三月八日Ⅲ㈣圳圳Ⅲ《洲Ⅲ圳⋯0Y2601565UniVerSityOfSCienCeandTeChnOIOgyOfChinaAdiSSertatiOnf6rmaSter’SdegreeReSearChOnadaptiVeNURBSinterpolatiOnanditSSpeedCOntroIS”ategyfOrCNCAuthor’sName：speciali够：superVisor：FiIlishedtime：

2、2血wei“nComputerApplicationTechnologyR．RuifengGuoMarch8m，2014中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：j罐这-_降签字日期：j型盟錾牡中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。，曰公开口保密(年)作者签名：鲻导师签名：墨越签字日期：丝!生壹!旦三旦签字日期：矽r听夸冯≯霈摘要现代工业技术的发展对数控系统在加工的速度和精度上提出了更高的要求，与此同时对复杂自由曲线曲面的加工需求也日益提高。NUlmS方法是描述自由曲线曲面的标准工具，已经在c胱AM中获得广泛的应用。采用MJIlBS曲线插补技术，让数控系统对NI瓜BS曲线进行直接插补，不仅可以提高加工速

4、度和精度，还会改善零件加工表面的光滑度，因此NU】珀S曲线插补技术是当前数控系统领域发展的关键技术之一。本论文在研习相关理论的基础上，面向NURBS插补技术中的高速度、高精度以及自适应性等要求，开展了进给速度的精确控制、预估．迭代法求解曲线参数、轮廓误差自适应插补算法和路径长度自适应的S曲线加减速等算法在M】IlBS曲线插补应用的研究。论文主要研究内容和成果如下：对轮廓误差、曲线曲率和法向加速度等影响NUl氇S曲线插补的关键因素，应用数学方法实现快速精确的求解，以保证NIJImS插补过程符合机床系统限制和误差精度要求。研究和比较NU5出S曲线快速求值和求导的方法，并应用用二分迭代法，

5、对NUl璐S曲线的路径长度和曲率进行精确的求解。采用不同的数值方法，提出NⅥ①S曲线通过参数求解位移和通过位移求解参数的迭代计算方法，在满足精度要求前提下快速求解。在此基础上，研究并实现NUImS曲线插补过程中精确控制其进给速率的算法。对NUI①S插补中的速度规划进行研究分析，并结合可控弓高误差插补理论，提出基于S形曲线加减速算法的分段自适应NURBS曲线插补方法。关键词：肼I{BS插补自适应实时快速计算进给速度规划Abs仃actABSTRACTThedeVebpmemofⅢDdemindus仃hltech玎ologykadst0higherreqllireⅡEntsinCNCImc

6、hiningaccuracyandSpeed，whilethede衄nd白r丘ee-细皿sⅢfacemachiIIingisalsoincre雒ing．触aco砌田[0nlyusedmathe衄ticalmodelincoq)u伦r鲫hicsforgenemt咄and印resem啦cⅡⅥsandsur缸es，NURBS州on-unif0珊mt幻m1b硒isspli地)o髓rsgreat也xibil时andprec迅ion如hndlingbothanalyticand曲deMshapes．NURBSarealsocommonlyl】sedincomp诚*aideddes咖(CAD)，m

7、anu伍ctⅢing(C州)，andenginee咖g(CAE)．NURBSc切ⅣeimeIpohtjontechnique旬rCNCsystemcani叩IDVeprocessinge伍cienc)‘∞c1Ⅱacyandthesur矗lceofpar伍．Now赴isakeytechnolog)，intbedevebpmemofCNCs)IstemIn血iSp印eLontheb觞jsofs锄yjIlgrelevamtbeor论sinNURBSimeIpoh