基于S曲线加减速的NURBS插补控制方法研究.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术N0．52015年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay2015文章编号：1001—2265(2015)05—0043—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．05．012基于S曲线加减速的NURBS插补控制方法研究术岳磊，赵国勇，刘晨希，安红静(山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049)摘要：对于复杂零件的数控加工，如何实现刀具轨迹的平滑插补控制具有重要意义。提出了一种基于s曲线加减速的平滑NURBS插补控制方法；采用复合辛普森求积公式计算

2、NURBS刀轨曲线长度，并以最大轮廓误差、最大向心加速度为约束条件，对刀轨曲线进给速度进行规划。在此基础上．用二阶泰勒展开式进行NURBS插补计算，并对插补过程中的加速度、加加速度进行限制。仿真加工实例说明该方法可以实现平滑运动控制，并能够满足加工精度要求。关键词：数控加工；S曲线加减速；NURBS平滑插补；加速度限制中图分类号：TH165；TG659文献标识码：AResearchonNURBSCurveInterpolationMethodBasedonSCurveAccelerationandDecelerationYUELei，ZHAOGuo-yong，LIUChen—

3、xi，ANHong-jing(DepartmentofMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ZiboShandong255049，China)Abstract：ForcomplexpartsCNCmachining，howtorealizetoolpathsmoothinterpolationcontrolisveryimportant．ANURBScurveinterpolationmethodbasedonScurveaccelerationanddecelerationisdevel—opedinthe

4、paper．TheNURBScurvelengthiscalculatedwiththecompoundSimpsonquadratureformula；Thetoolpathcurvefeedspeedisplannedwithinthelimitationofthemaximumpermissiblecentripetalaccel—erationandthemaximumpermissiblecontourerror．ThentheNURBScurveisinterpolatedwiththesecond—orderTaylorexpansion．Thesimulati

5、onmachiningresultsshowthattheintroducedmethodCallrealizesmoothmotioncontrol，andobtainsmisfiedmachiningprecision．Keywords：CNCmachining；Scurveaccelerationanddeceleration；NURBSsmoothinterpolation；acceler-ationlimitation减速方法，使速度和加速度保持连续。李晓辉等提0引言出了简化的七段式s曲线加减速算法，实时性较好。复杂零件的传统加工是先将加工路径分解成大量李建伟等研究

6、了一种s曲线实时前瞻算法，按曲线短直线或者圆弧，再进行插补加工，刀具轨迹曲线的很曲率进行分段，在每一分段内进行前瞻，确定减速点。多几何性质如曲率在插补过程中丢失。因此面向复杂周胜德等提出了一种基于NURBS曲线插补的五段形状零件的数控加工，国内外众多学者研究了参数曲式s曲线加减速方法，较准确地预测了减速点。罗福线插补方法。Koren等⋯提出了一种进给速度固定的源等在s曲线加减速算法基础上，提出了插补路径参数曲线插补方法，Bedi等提出了参数增量为定值未知情况下不依赖于弧长精确计算正反向寻优插补算的插补方法，但这两种方法速度波动很大。Yang等法，使减速点的计算更加准确。提出了

7、进给速度可变的参数曲线插补方法，使速度波本文在前人研究的基础上提出一种基于5段式S动大幅度减弱，但是忽略了由进给速度的突变引起的曲线加减速的平滑NURBS插补控制方法，并以数控加加速度、加加速度变大带来的对数控系统的冲击。工中的最大轮廓误差、最大向心加速度为约束条件，实Nam等提出了限制加加速度的加减速控制方法，用现运动轨迹规划；采用迭代法求解减速点的位置，避免变化平滑的加速度曲线控制速度的突变，轮廓误差得了分段进行速度规划；采用S曲线加减速方法，减小了到有效控制。s曲线加减速算法由于其在速度控制方陡坡