学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

开放数控参数化样条曲线插补指令开发

作　者: 高雄
导　师: 王永章
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 开放数控 NURBS插补 软件仿真 加工实验
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 76次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


数控技术是现代先进制造技术的基础和核心,当今世界各国通过发展数控技术促使制造业跨入了一个崭新的时代,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各国加速经济发展、提高综合国力的重要途径。相对于传统数控技术的一系列缺陷,开放式数控系统以它特有的模块化、可重构、可扩充等优点越来越受到人们的重视,成为数控技术发展的主流趋势。插补技术作为数控技术的核心技术,它对数控系统的性能起着决定性的作用。目前,随着科学技术的不断进步和人们需求的不断提高,具有复杂曲面形状的产品越来越多,针对它们的轮廓精度要求也越来越高。而传统的直线、圆弧插补显然已经不能够满足加工要求,因此人们开始寻求并研究新的插补技术。参数样条曲线中的NURBS曲线因为集中了贝齐尔和B样条方法的强大功能,并能够精确的表示除抛物线外的其他二次曲线曲面,而成为了研究的热点。本文在深入分析NURBS曲线的性质特点及其权因子对曲线的影响的基础上,研究了NURBS曲线的正反算算法;在实时插补算法中,以Taylor展开法为基础,应用了精度更高的Runge-Kutta法,并通过仿真验证了其正确性,同时分析了曲线插补时自适应速度调整带来的对弓高误差的限制。以VC++软件为平台开发了针对上述所有算法的软件仿真系统,结合MATLAB软件验证并分析了算法的合理性和正确性。最后定义了一种NURBS插补指令格式并生成NC程序代码,以开放式五轴数控机床为实验平台,选取一典型曲面,通过曲面插补实验加工验证了算法的有效性和正确性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 数控技术概述  8-9
    1.1.1 数控技术的产生和发展  8-9
    1.1.2 数控技术的发展趋势  9
  1.2 复杂曲线实时插补技术  9-11
    1.2.1 数控插补  9-10
    1.2.2 复杂曲线实时插补算法  10-11
  1.3 开放式数控系统  11-13
    1.3.1 开放式数控系统的定义及产生  11-12
    1.3.2 基于PC的开放式数控系统体系结构  12
    1.3.3 开放体系结构数控系统的研究进展  12-13
  1.4 课题研究的意义及本论文的主要研究内容  13-15
第2章 NURBS曲线及其相关参数研究  15-26
  2.1 引言  15
  2.2 NURBS曲线的定义及性质  15-17
  2.3 NURBS逼近曲线  17-19
    2.3.1 节点矢量的确定  17-18
    2.3.2 NURBS逼近曲线生成  18-19
  2.4 NURBS插值曲线  19-23
    2.4.1 数据点的参数化  19-21
    2.4.2 反算NURBS曲线的控制顶点及其权因子  21-23
    2.4.3 NURBS插值曲线生成  23
  2.5 权因子对NURBS曲线的影响  23-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章 NURBS曲线实时插补算法  26-35
  3.1 引言  26
  3.2 样条曲线插补的实现原理  26-27
  3.3 NURBS曲线实时插补算法  27-33
    3.3.1 德布尔算法求NURBS曲线的导矢  27-28
    3.3.2 参数密化  28-29
    3.3.3 轨迹计算  29-30
    3.3.4 进给速度的调整  30-31
    3.3.5 仿真验证及结果比较  31-33
  3.4 本章小结  33-35
第4章 开放数控加工实验  35-51
  4.1 引言  35-36
  4.2 开放式数控实验平台  36-40
    4.2.1 五坐标机床运动控制器结构  36-38
    4.2.2 控制器的接口标准  38-39
    4.2.3 控制器的关键技术  39-40
  4.3 软件仿真系统  40-45
    4.3.1 系统概述  40-41
    4.3.2 指令插补仿真  41-43
    4.3.3 曲面逼近误差分析  43-45
  4.4 加工实验及结果分析  45-50
    4.4.1 NURBS插补功能实现  45-48
    4.4.2 曲面加工实验  48-50
  4.5 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-56
致谢  56

相似论文

  1. X波段群延时腔体滤波器仿真设计与研制,TN713
  2. 自动化生产车间资源配置仿真及优化,O226
  3. 三自由度涂胶机器人及其控制系统研制,TP242.2
  4. 600V/10A变压大电流VDMOS功率晶体管的仿真分析与研制,TN323.4
  5. 弘宇公司库存管理系统动力学模型研究,F274
  6. 开放数控过型值点样条曲线插补功能开发,TG659
  7. 基于前馈控制的复杂曲线插补技术研究,TG659
  8. NURBS插补算法的研究与开放式数控系统开发,TG659
  9. 基于AMESim的液压抗冲击系统设计与仿真,TH137.9
  10. 郑州市城区农产品物流配送中心选址模型及系统优化研究,F326.6
  11. 单片机综合实验系统的设计与应用,TP368.12
  12. 机车监控系统算法研究与软件实现,U284.48
  13. 复杂形面的五轴数控系统加工研究,TG659
  14. 车载网络仿真与评测系统的实现,TP391.9
  15. 导电材料对手机天线性能影响的研究,TN820
  16. 分布式对等网络蠕虫仿真平台的设计与实现,TP393.08
  17. 玉米根茬收获机的仿真研究,S225.2
  18. 面向切削、研抛的高效NURBS曲线插补算法研究,TG659
  19. 基于扩径头组合曲面的数控加工关键技术研究,TG659
  20. NorFlash在嵌入式系统中的仿真与应用,TP368.1

中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
© 2012 www.xueweilunwen.com