空间自由曲线的快速高精度插补算法

发布时间：2017-04-14 01:09

  本文关键词：空间自由曲线的快速高精度插补算法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： CAD/CAM技术的应用，极大的促进了世界模具制造业的发展。对于这类具有复杂型面及轮廓的模具类零件的加工，刀具中心轨迹都是曲线。随着计算机技术的发展，，使CNC机床能直接加工空间自由曲线的要求越来越迫切。 本文针对空间自由曲线的高速高精度加工的需求，在充分研究和分析国内外对该问题的研究现状基础上，首先探讨了可以用NURBS方法描述的空间自由曲线的加工，并提出相应的插补算法。该算法基于NURBS曲线的反算算法，通过合理的近似计算，对插补运算简化，保证了算法的实时性。同时可保证加工精度的一致性，满足不同加工精度的要求，而且可以使进给速度能随曲线曲率自适应调整，实现高速高精度加工的插补控制。 在该算法的基础上，继续研究了约束在空间自由曲面上的自由曲线的五坐标加工的算法。其基本思想是利用投影法，先在投影面上对自由曲线进行插补，再根据空间自由曲面的NURBS表示，对插补点进行参数反求，获得该空间曲面上的自由曲线。进而根据插补误差，得到加工此自由曲线时满足一定精度要求的刀具接触点轨迹。
【关键词】：NURBS曲线 空间自由曲线 高精度 插补
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TG659
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-6
• 目录6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1．1 引言8
• 1．2 数控系统中自由曲线加工技术的发展历程8-10
• 1．3 数控系统中自由曲线加工技术的发展现状10-11
• 1．4 空间自由曲线数控加工技术研究的意义11-12
• 1．5 本文的内容安排12-13
• 第二章 对自由型曲线描述的分析13-37
• 2．1 基本概念及性质13-19
• 2．1．1 Fergoson参数三次曲线的概念13-14
• 2．1．2 参数三次样条曲线14
• 2．1．3 Beziér曲线14-16
• 2．1．4 B样条曲线16-18
• 2．1．5 非均匀有理B样条（NURBS）18-19
• 2．2 NURBS曲线的构造19-37
• 2．2．1 参数值的计算19-21
• 2．2．2 求控制顶点时系数矩阵的计算21-25
• 2．2．3 NURBS曲线的插补算法25-37
• 第三章 自由型曲面描述37-50
• 3．1 引言37
• 3．2 Fergoson曲面37
• 3．3 Coons曲面37-38
• 3．4 Beziér曲面38-40
• 3．4．1 非有理Beziér曲面38-39
• 3．4．2 有理Beziér曲面39-40
• 3．5 B样条曲面40-41
• 3．5．1 非有理B样条曲面40-41
• 3．5．2 有理B样条曲面41
• 3．6 NURBS曲面41-42
• 3．7 NURBS曲面形状的修改42-43
• 3．8 自由型曲面上的曲线插补43-50
• 3．8．1 引言43
• 3．8．2 限制在用NURBS方法表示的自由曲面上的曲线插补43-44
• 3．8．3 数控编程几何变换基础44-47
• 3．8．4 NURBS曲面参数反求47-50
• 第四章 插补刀位轨迹的生成50-56
• 4．1 引言50
• 4．2 NURBS曲面法矢量的计算50-52
• 4．3 对于限制在曲面上的自由曲线的插补精度的分析52-53
• 4．4 系统数据分析53-56
• 4．4．1 输入参数53-54
• 4．4．2 参数反求及其误差分析54-56
• 第五章 系统仿真56-65
• 5．1 引言56
• 5．2 开发工具简介56-57
• 5．3 OpenGL图形技术标准57
• 5．4 OpenGL的基本功能57-59
• 5．5 OpenGL库函数59
• 5．6 OpenGL的工作原理59-60
• 5．7 用户界面及加工图形仿真60-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6．1 总结65-66
• 6．2 今后工作的展望66-67
• 致谢67-68
• 在学期间发表的论文68-69
• 参考文献69-70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 龙汉;谌永祥;李永桥;;NURBS曲线实时插补算法研究[J];机械设计与制造;2006年05期

2 张翼;李文;孙玉敏;罗学科;;NURBS曲线插补算法的研究[J];机械研究与应用;2007年03期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孟书云;高精度开放式数控系统复杂曲线曲面插补关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 陆俊;基于FPGA技术的高速插补系统的设计与研究[D];南京理工大学;2011年

2 肖永强;三自由度涂胶机器人及其控制系统研制[D];哈尔滨理工大学;2008年

3 张春政;反求NURBS曲线及其插补算法与速度控制研究[D];兰州理工大学;2010年

4 吴基斌;运动控制关键算法及嵌入式实现研究[D];华南理工大学;2010年

5 陈伟娜;基于DSP的运动控制算法研究与实现[D];华南理工大学;2012年

6 黄蕾;工业汽轮机转子 NC代码自动生成方法研究[D];浙江大学;2012年

7 王群;五轴联动双NURBS曲线插补算法研究[D];湖南大学;2012年

8 黄国辉;基于DSP的NURBS曲线高速高精度实时插补算法的研究与实现[D];广东工业大学;2013年

9 龚志丹;PH曲线运动轨迹规划算法的研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2013年

  本文关键词：空间自由曲线的快速高精度插补算法，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：304869