NURBS曲线自适应插值拟合算法.pdf

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1、第1期组合机床与自动化加工技术NO．12011年1月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJan．2011文章编号：lOOt一2265(2011)Ol一0026—04NURBS曲线自适应插值拟合算法粟烂芝一，王品'(1．中国科学院研究生院，北京100049；2．中国科学院沈阳计算技术研究所，沈阳110171；3．沈阳高精数控技术有限公司，沈阳110171)摘要：针对从DXF文件中构造的NURBS曲线，提出了一种曲线的自适应分解算法。该算法结合了NURBS曲线的形

2、状信息，通过计算比较插补点的曲率半径与给定阂值的大小，以决定当前插补类型为直线段或是圆弧段，在满足加工精度的前提下，采用伸缩步长法使得拟合的区间尽可能大。经实际运行表明，此方法拟合的加工程序段少，能简化数值计算和编程，减少数控机床的预处理时间。该算法具有通用性，为其他曲线的插值拟合也提供了一种有效途径。关键词：DXF；NURBS曲线；形状信息；曲率半径；自适应分解中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AAnMethodforNURBSCurveAdaptiveInterpOlatiOnSULan—zh．WANGPin，

3、(1．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110171，China)Abstract：ThispaperintroducesawayofadaptiveinterpolationforNURBScurveconstructedformDXF．Thealgorithmcombinessh

4、apeinformationoftheNURBSchiveBycomparingthesizeofcurvatureradiusoftheinterpolationpointsandthegiventhresholdtodeterminethecurrentinterpolationtypeislinese~'nentorarcsegment．Onthepremiseofsatisfyingtheprecision，telescopicstepmethodmakessurethefittingrangeaslargeasp

5、ossible．Experimentalresultsshowthatthiswayissimpleandeficient，andcanshortentheCNCpre-processingtime．Thealgorithmisuniversal，anditprovidesaneffectivewayforothercurvesinterpolation．Keywords：DXF；NURBScurve；shapeinformation；curvatureradius；adaptive态插补成可直接加工的直线段和圆弧段，再通

6、过小0引言线段连接算法进行加工。针对NURBS曲线的静态近年来，以NURBS(Non—UniformRationalB—插补在国内外已有了很多研究工作，如韩庆瑶等Spline非均匀有理B样条)为内部描述的自由曲线曲提出了一种用最小二乘法对NURBS曲线进行分段面造型技术得到了广泛的应用和发展。NURBS具有圆弧逼近的数控编程方法，可以减少拟合的圆弧段良好的直观性，不仅能精确统一地表示标准解析曲数；王兴波等采用椭圆弧和双椭圆弧法自适应逼线和自由曲线，而且它的控制能力也十分强大、灵近NURBS曲线，解决了用圆弧拟合NURBS曲

7、线过活，已经成为当前最为通用的列表曲线拟合方法，国程中需要求解非线性方程组的问题；谭正华等提际标准化组织(ISO)已将NURBS作为产品交换的国出了精度可控折线集逼近分段三次NURBS曲线来际标准。减少加工过程中程序量。这些方法都存在一个缺由于NURBS插补算法计算量大，不适合于数控点：孤立的用直线段或圆弧段插补非圆曲线，而不考系统的实时插补。数控系统往往把NURBS曲线静虑曲线本身的形状，会导致当用直线段逼近曲率较收稿日期：2010—07—20基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题(2009ZX0400

8、9—022)作者简介：粟烂芝(1985一)，女，湖南益阳人，中国科学院研究生院硕士研究生，研究方向为嵌入式、数控技术，(E—mail)sulanzhi@yahoo2011年1月粟烂芝，等：NURBS曲线自适应插值拟合算法·27·大的曲线或是用圆弧逼近曲率很小的曲线时拟合的B，()：f'“≤≤“+·程序段