基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法研究.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42011年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2011文章编号：1001—2265(2011)03—0037—05基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法研究木周胜德。，梁宏斌，乔宇(1．辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁鞍山114051；2．齐齐哈尔二机床集团有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005)摘要：为满足非均匀有理B样条曲线高速高精度插补加工的需要，针对目前参数曲

2、线插补加减速控制方法的不足，常规直线加减速方法存在冲击，七段s曲线加减速方法算法复杂等问题，提出了基于NURBS曲线插补的五段S曲线加减速控制方法。该方法将高速加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的法向加速度等参数均考虑在内，而且合理地解决了插补前加减速控制中的减速点预测困难的问题。仿真结果表明，该方法能够保证加速度的连续，速度的平滑过渡，有效提高了系统的柔性，简化了算法关键词：插补算法；非均匀有理B样条；加减速控制；弓高误差；法向加速度中图分类号：TP273文献标识码：ATheFivePhas

3、edS．curveAcceleration．deceleratiOnControlMethodBasedonNURBSCurveInterpolationZHOUSheng-de一，LIANGHong—bin，QIAOYu(1．Coil．ofMech．Eng．，UniversityofSci．andTech．Liaoning，AnshanLiaoning114051，China；2．Qi—erMachineToolGroupCo．，Ltd，Heilongjiang，QiqihaerHeilongj

4、iang161005，China)Abstract：AnewACCeleration-DECelerationmethod(ACC-DEC)wasputforward．whichaimedattheshortagesofS-curveACC—DEC．Theproposedapproachwasdesignedtosatisfytherequirementsofnon—uniformrationalB-spline(NURBS)interpolationwithhi曲-speedandhi曲-acc

5、uracy．BasedontheimpactswhichusedconventionallinearACC-DEC，thecomplexalgorithmofthesevenphasedS-curve，thefivephasedS-curvewasadopted，takingchorderrorandmaximalcentripetalaccelerationintoconsideration，solvingrationallydificultyinthepredeterminationdecel

6、erationpoint．Thesimulationresultsshowedthatthemethodcanmakesuretheaccelerationwascontinuous，thespeedchangedsmoothly，theflexibilitywasimproved，thealgorithmwaseasytoimplement．Keywords：interpolationalgorithm；non-uniformrationalB-spline；acceleration-decel

7、erationcontrol；chorderror；centripetalacceleration在很多不足：①始终存在着拟合精度与生成数据之O引言间的矛盾，逼近精度高则生成的数据量非常大，但减目前，用计算机数字控制(ComputerNumerical小数据量，又会降低加工精度；②破坏了零件轮廓表Control，CNC)系统加工由自由型面构成的复杂型面面的一阶导数连续性，影响了零件表面的光顺性；③零件时，一般是将几何型面和刀具路径按加工精度采用微小线段逼近轮廓曲线，导致加工速度难以达要求离散成大量

8、直线段，再进行线性插补加工，但这到编程要求的进给速度，甚至引起速度的剧烈波动。种用直线段逼近复杂曲线，并使用线性插补加工存收稿日期：2010—09—16基金项目：国家自然科学基金资助(50675002)项目；辽宁省教育厅资助(20060426)项舀作者简介：周胜德(1980一)，男，吉林人，辽宁科技大学机械工程与自动化学院硕士生，主要从事数控技术、CAD／CAM等研究，(E—mail)zhoushengde1980@yahoo．cn。一·38·组合机床与自动化加工技术第4期显然，采