复杂曲线曲面插补技术修正算法的研究

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数控技术是现代制造技术中关键的环节之一,它直接关系到国家发展的战略。插补算法是数控技术的核心技术之一,也是评价CNC控制系统性能的重要指标。在航空、航天、船舶、汽车电子消费品等加工领域,具有复杂曲面(曲线)的产品是广泛存在的,如飞行器外壳、发动机叶片等一些重要零部件,需要在高精密、高速加工的数控机床上加工。因此,对复杂曲线曲面(NURBS/B曲线)的插补技术进行深入研究,对提高数控系统的性能具有十分重要的意义。本文较为深入地研究了NURBS曲线曲面及其形成特性、相关参数计算方法。研究了传统的插补算法大多采用一阶、二阶Taylor展开式进行下一插补点的迭代这样计算误差较大、计算式求解运算复杂。于是本文提出了NURBS曲线曲面修正(改进)的算法,通过适当的插补预处理与合理的简化,实现了该算法的修正(改进);同时文中又提出时间分割法参数自适应插补的控制方法,综合考虑轮廓误差控制,实现插补精度和插补速度的优化,提高了加工质量和效率。既在理论加以阐述,又依据具体的插补实例加以验证,对比比较了NURBS原曲线与修正(改进)后的插补曲线后,发现本文提出的插补算法明显减少了插补时间和提高了插补效率,满足了NURBS曲线修正的目的。最后对研究过程中涉及到的一些其他修正问题,进行了深入的研究分析和探讨。根据本文提出的NURBS曲线插补原理、修正(改进)的算法及其实现过程,在MATLAB软件中实现计算机仿真,分析了算法的插补精度、误差等因素,验证了该插补算法的正确性、有效性和实时性。开展对本课题的研究,不仅对提高数控系统的性能具有重要的理论价值,而且具有重要的实际工程应用价值。相关研究内容为开发新一代的CAD/CAM/CNC集成系统作了一定的技术准备。
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