基于S曲线加减速的NURBS实时插补前瞻控制方法

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1、2009年第1l期·控制与检测·文章编号：1001—2265(2009)11—0041—05基于S曲线加减速的NURBS实时插补前瞻控制方法李建伟，林浒，孙玉娥(中国科学院沈阳计算技术研究所，沈阳110171)摘要：根据现有S曲线速度规划的插补算法，对影响机床加工的各种因素进行了分析，设计了一种基于动态前瞻的预测S曲线减速点的方法，解决了传统计算减速点存在的误差问题。本算法分为预处理和实时插补两部分。在预处理中将加工曲线按曲率的变化率进行分段，按段的类型进行实时插补，并且在段内进行动态前瞻，预测S曲线第三阶段起点。仿真实验结果表明，该插补算法能够在保证加工精度的前提下．实

2、现速度和加速度的平滑过渡。关键词：NURBS；S曲线速度规划；加速度平滑；动态前瞻中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AAReal—timeLooking—forwardNURBSInterpolationAlgorithmBasedonS-shapeLIJian—wei，LINHu，SUNYu—e(ShenyangInstituteofComputingTechnologyChineseAcademyofScience，Shengyang110171，China)Abstract：AccordingtothepresentS-shapeaccelerate／dec

3、elerate，analyzingthefactorsthataffecttherealma。chining，designareal-timelooking-forwardNURBSinterpolationalgorithmwhichcanforecastthedeceleratingpointbasedonS-shapeaccelerate／decelerate．solvingtheproblemofthetraditionalwaytocalculatedecelera‘tingpointwhichaccompaniedwitherror．Thisalgorithm

4、hasalook-aheadinterpolationandareal-timeinterpo·lation，firstly，thecurveisdividingintosomesegmentsaccordingtothedifferentcurvaturemovementafterloo-king—ahead．Thereal-timeinterpolationisdoingwithinthesegmentswithalooking-forwardprocesswhichcanforcastthestartingpointofthethirdstagetotheS-sha

5、peA／D．Bytheresultsofsimulations，itdemonstratedthatthisinterpolatorcangetasmoothfeedrateandaccelerateprofilewithhi曲machiningaccuracy．Keywords：NURBS；S-ShapeA／D；acceleratesmooth；lookingforwarddynamicly线段的指令。此外，由于不是直线插补，而NC自身可O引言以进行NURBS曲线插补，可以得到光滑的加工形状，传统计算机数控系统只提供线性和圆弧插补，从根本上解决直线插补加工所带来的问题。

6、CAD／CAM系统不得不按照要求的精度将参数曲线离NURBS曲线插补按其发展过程可以分为均匀插散成大量的微小线段后传到CNC中进行零件加工，这补、速度控制的插补和自动调节进给速度插补3种类种处理方式在加工精度、加工效率等方面存在着很多型。文献[1]提出了参数均匀的插补方法，不能对速度的缺点，而且CAD／CAM和CNC之间存在着大量的数进行控制。文献[2]提出了控制速度的插补算法，但是据传输，加重了数控系统的负担，降低了其可靠性。参因为速度是固定不变的，所以忽略了对精度的要求。数曲线插补可以直接将曲线传到CNC中，不用将曲线文献[3][4]都采用了根据弓高误差自动调节进给速

7、分解成微小线段，从而使CAD／CAM和CNC之间的信度的算法，文献[3]消除了冗余误差，提高了加工效率，息流连续。NURBS直接插补时，在NC程序指令中，只但是这些算法都没有考虑机床的实际加减速能力。可有三类定义NURBS的数值，没有必要用大量的微小直能会出现加速度的突变。文献[5]提出对曲线进行分收稿日期：2009—03—23}基金项目：2008年中国科学院知识创新工程重要项目(KGCX2一Yw一119)作者简介：李建伟(1984一)，男，山东聊城人，中国科学院沈阳计算技术研究所硕士研究生，主要从事高精数控技术研究，(Ema