基于STEP-NC的自由曲线曲面插补技术的研究.pdf

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1、2010年第2期·设计与研究·文章编号：1001—2265(2010)02—0001—04基于STEP．NC的自由曲线曲面插补技术的研究张荚男，王军，孙军，舒启林，张荣闯(1．沈阳建筑大学交通与机械工程学院，沈阳110168；2．沈阳理工大学机械工程学院，沈阳110168)摘要：为了满足在STEP．NC数控系统下对自由曲线曲面插补的要求，在对现有插补方法分析后，提出通过带节点的B样条曲线曲面实体和有理B样条曲线曲面实体在STEP标准中的定义，按照STEP标准中对新增实体命名的规定，给出了一个包含NURBS曲线曲面所有参数的新

2、实体。根据曲线的几何特性与刀具运动特性之间的关系列出方程，并用泰勒展开式进行插补点密化，且在MATLAB6．5环境下进行仿真实验。结果表明基于STEP—NC的NURBS曲线曲面插补在保证精度的同时，提高了插补速度。关键词：STEP．NC；NURBS曲线曲面；曲线曲面插补中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ATheResearchofFreeCurveandSurfaceInterpolationTechnologyBasedonSTEP-NCZHANGYing—nan，WANGJun’，SUNJun‘，SHUQi—li

3、n，ZHANGRong-chuang(1．TraficandMechanicalEngineeringschool，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China；2．MechanicalEngineeringschool，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110168，China)Abstract：InordertomeettherequirementoffreecurveandsurfaceinterpolationintheSTEP-NCCN

4、Csys-tern，thedefinitionsofB-splinecurvesandsurfacesentitieswithnodesandrationalB-splinecurvesandsur-facesentitiesintheSTEP-NCstandardsareputforwardafteranalyzingtheexistinginterpolationmethods．AccordingtotheregulationforthenewentitynamingofSTEPstandards，thispaperpr

5、esentsanewentitywhichcontainsalltheparametersofNURBScurveandsurface．Theequationsarelistedaccordingtotherela·tionshipbetweenthegeometriccharacteristicofcurvesandthetoolmotioncharacteristic，theTaylorexpan-sionsareusedforthedensificationofinterpolationpoints，andatlast

6、thesimulationexperimentiscarriedoutiIlMATLAB6．5environment．TheresultsshowthattheinterpolationofNURBScurvesandsurfacesbasedonSTEP-NCnotonlyensurestheaccuracy，butalsoincreasestheinterpolationspeed．Keywords：STEP-NC；NURBSCurvesandsurfaces；Interpolationofcurvesandsurfac

7、es(2)阿当姆斯微分方程法：利用阿当姆斯微分方程O引言直接进行插补数据点的密化。它的特点是计算比较复随着工业的发展，越来越多的产品出现了复杂的杂繁琐，但精度比较高⋯。表面。插补做为数控系统中的一项关键技术，已经得(3)改进的阿当姆斯微分方程法：此方法是在阿当到数控行业的广泛关注。数控机床插补可以分为基准姆斯微分方程法的基础上进行改进，用前后差分的方脉冲插补、数据采样插补和曲面直接插补。其中基准法代替原方程中的一阶导式。改进后，插补速度提高，脉冲插补和数据采样插补只能完成比较简单的曲线曲计算简便，但插补精度降低⋯。面和平面的

8、插补，对于自由型曲面只能用曲面直接插(4)泰勒展开式法：多数插补算法利用它计算精度补来完成。高的特点进行插补，但这仍然存在插补点不能准确落曲面直接插补的方法有很多，在国内外研究中，主在曲面上的问题¨。。要有四种方法：本文正是采用泰勒展开式法，并根据曲线的几何(1)非线性方程法：通过坐标增量