NURBS曲面插值参数化及其在数控加工中的应用

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1、机械设计与制造第3期52MachineryDesign＆Manufacture2011年3月文章编号：1001-3997（2011）03-0052-03计NURBS曲面插值参数化及其在数控加工中的应用*算机陈思1高雪霞2丁国富1谢星1应用（1西南交通大学先进设计与制造技术研究所，成都610031）（2青岛大学软件技术学院，青岛266101）Parameters-interpolatingofNURBSsurfaceandapplicationinthencma

2、chining1211CHENSi，GAOXue-xia，DINGGuo-fu，XIEXing1（InstituteofAdvancedDesigningandManufacturing，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China）2（SoftwareandTechnologyCollege，QingdaoUniversity，Qingdao266101，China）

3、【摘要】对NURBS曲面插值以及曲面数控加工NC代码生成的基本算法进行研究，提出了在自由端点边界条件下的控制点反求算法，引入插值参数和曲面形状修改参数，利用MATLAB三维空间图形处理工具显示各参数变化对曲面插值及曲面形状的影响，研究曲面参数化在刀位轨迹生成中的应用。以某曲面零件为数控加工仿真对象，模拟其在虚拟环境下的切削过程，利用VC++和OpenGL，编程实现重构算法并完成曲面加工轨迹仿真,通过实例验证了该曲面造型方法及数控代码生成方法的正确性。关键词：N

4、URBS；参数化插值；刀位轨迹；加工仿真【Abstract】ThegeneralmethodsaboutapproachingandNCmachiningtechnologybasedonNURBSSurfaceareresearched.Amethodforcalculatingcontrolpointsunderfreeboundaryispresented.Theinter－polationparametersandmodification-parametersareint

5、roduced.Theseparameterscaninfluencetheinterpo－lationandshapeofthesurfacecitedbythree-dimensionalgraphfunctionofMATLAB.SimulationprocessofNCmachiningofapartwithsculpturedsurfaceisbroughtforwardasanexample.Theapproachingalgorithmandsimulationp

6、rocessofmachiningareappliedinpracticalsystembasedonVC++andOpenGL，andthemeansofapproachingandgeneratingNCmachiningcodesareprovedtobecorrectbytheexample.Keywords：NURBS；Influenceinterpolation；Toolpath；Machiningsimulation

7、中图分类号：TH16，TG659文献标识码：A1引言开始近年来，随着汽车、航天、造船和模具等工业的发展，零件曲输入型值点面变得越来越复杂，对曲面加工也提出了更高的要求。普通的几何造型技术和数控加工方法已经不能够很好地满足现代发展的计算节点矢权因子（初计算控制顶量（式2）设为1）点（式3）需要，非均匀有理B样条（NURBS）方法插值在构造曲线曲面及其数控加工中的应用越来越重要。但多数研究[1、5、7]只着重于曲面公式（式1）NURBS拟合方法，利用NURBS插值技术生

8、成加工轨迹的研究不确定插值参数确定修改曲面形状参数多，且没有给出完整的计算方法。研究了NURBS曲面参数化插值与刀具路径生成技术，利用按曲面公式进行插值计算扫描得到的规则点云数据插值生成NURBS曲面，为方便调整插结束值质量、改变曲面形状，引入插值参数和修改曲面形状参数，利用图1NURBS插值流程MATLAB三维空间图形处理工具显示各参数变化对曲面插值及Fig.1NURBSinterpolationprocedures曲面形状的影响，并研究参数与走刀行距间的关系，采用VC++、2.2NURBS曲