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一种实用的三轴在线混合轨迹插补器的设计

作　者: 邱满满
导　师: 李建刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: NURBS曲线小直线段混合轨迹在线插补器
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

非均匀有理B样条(NURBS)曲线广泛应用于CAD系统中对几何形体的数学描述。如果给定加工轨迹中的NURBS曲线很短或不连续,或者加工轨迹中同时包含NURBS曲线和连续小直线段,只能将这些轨迹在一定的弦差限定范围内用大量的小直线段和小圆弧段来逼近,然后再应用传统的直线和圆弧插补器。但这种处理方式带来了数据量过大,速度和加速度不连续,机台振动较大和加工效率低等问题,不易达到高速高精度的加工要求。因此设计一个有效且实用的能够处理各种形式NURBS曲线和连续小线段组成的混合轨迹插补器是非常有必要的。在本文中,采用了两个处理模块(速度规划模块和曲线插补模块)同时进行处理的方法来实现在线计算。在第一个模块中,首先将一条较长的NURBS曲线按照最小分割长度分段,再对每一小段进行速度规划。同时在另一个模块中根据速度规划的结果进行插补点的计算,上述过程一直持续到加工轨迹的末尾。若NURBS曲线不连续,则需要在尖角点处分割,这个算法就扩展到了不连续的NURBS曲线。如果一段NURBS曲线长度很短,或者两个相邻尖角点之间的长度很短,这段NURBS曲线将会按照弦差限定要求写成小直线段的形式,小直线段将采用前瞻算法进行速度规划,所以这个在线算法也能处理混合曲线。本文给出了各种各样的加工轨迹。从仿真和实验的结果可以看出,这个混合轨迹在线插补器与直线插补器相比有着更好的性能。而且通过计算时间和加工时间的比较可知计算时间在允许范围内,能实现在线的加工。

一种实用的三轴在线混合轨迹插补器的设计

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