基于NURBS最小二乘逼近的微段平滑加工算法.pdf

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1、l主题：辑技重大专项及钼关技术。IOplCS：MalorbClellceandIeci~noloqyYroqram基于NURBS最小二乘逼近的微段平滑加工算法沈斌①齐党进①樊留群①②朱志浩①②(①同济大学中德学院，上海200092；②同济大学沈阳机床研究院，上海201804)摘要：在微段~n-r-方式下。通常需要借助CAM【ComputerAidedManufacturing，计算机辅助)软件的后置处理将连续的加工路径离散化为大量微小直线段，并生成数控程序，数控系统则根据由微小直线段组成的加工路径进行插补和加工。但是，该方式具有加工程序量过

2、大和需要频繁加减速来满足加工精度要求的两大不足。因此。为了实现微小直线段的高速平滑加工，提出了带权因子和一阶导数约束的NURBS曲线最小二乘逼近算法并加以了初步验证。算法的实质是将由微小直线段组成的加工路径拟合成一条连续的NURBS曲线，作为新的加工路径，然后利用NURBS实时插补对新的加工路径进行插补，实现微小直线段的高速平滑加工。经初步验证。算法有助于改善微段加工方式的加工质量和效率。关键词：微小直线段NURBS曲线拟合最小二乘逼近权因子和一阶导数约束中图分类号：TG659文献标识码：AMicrosectionsadaptiveinte

3、rpolationalgorithmbasedonNURBSleastsquareapproximationSHENBin①QIDangjin①，FANLiuqun

4、toolpathwouldbecommonlydis—cretizedintoaseriesofmicrosectionsbypost-processingwiththehelpofCAM(ComputerAidedMan—ufacturing)software，thenmicrosectionsareusedtofinishmillingafterthefineinterpolatingbyCNC(computerizednumericalcontro1)．ButthefaultsoftoolargecapacityoftheNCfile

5、sandfrequentac—celeration／decelerationcontrolinthemachiningprocessareinsuperably．Hence，ahigh-speedadaptiveinterpolationalgorithmbasedonNURBSleastsquareapproximationisdevelopedandtested．ThekeyofthenewalgorithmistoapproximatethemicrosectionsintoaNURBScurveasanewtoolpath，whic

6、hcanbeinterpolatedeasilybytheNURBSinterpolationalgorithm．Thetestprovedthat，thenewalgo—rithmwillimprovethequalityandeficiencyofmicro—segmentprocessing．Keywords：MicroSections；NURBSFitting；LeastSquareApproximation；RestrictedbyWeightFactorandFirst0erDerivative微小直线段离散化曲线加工路径的微段

7、加工方式现微小直线段的高速平滑加工，提高加工效率，国内外仍被广泛地应用。而在该加工方式下，通常是借助学者作了大量的研究工作，其中，部分研究成果已经被CAM软件，由后置处理将连续加工路径离散化为大量应用到国外的高档数控系统中，例如：西门子Sinumer-的微小直线段，生成数控程序文件并输入到数控机床，ik840D中的压缩功能(COMPOF／ON，COMPCURV，然后数控系统根据由微小直线段组成的折线进行插补COMPCAD)，Fanuc的FS30i／31i／32i中的纳米平滑和加工。微段加工方式下加工程序量过大和需要频繁(NanoSmooti

8、ng)功能。加减速来满足加工精度要求的不足饱受诟病。为了实按优化的方式不同，研究可以大致分为两个方向：$国家数控机床重大专项(2009ZX04001-072-02)·54·‘耋0