專利名稱：基于二次b樣條曲線對g01代碼的擬合及插補方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于教:控機床的基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插補方法，屬于數(shù)控才幾床的數(shù)字控制中的數(shù)據(jù)壓縮及運動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在高速高精度的數(shù)控加工技術(shù)中，采用G01代碼描述的加工路徑往往具有數(shù)據(jù)量大、加工方向變化劇烈且頻繁的特點。直接對這種以G01代碼描述的小線段進行插補，存在加工速度低，加工表面的光潔度不夠高等缺陷。解決該問題的一種方案是將待加工的產(chǎn)品形狀用樣條曲線重新進行描述。在此過程中，將多個小線段用一段光滑曲線來描述，稱為數(shù)據(jù)壓縮，每段光滑曲線所描述的小線段的個數(shù)被稱為壓縮比。在用樣條曲線描述加工產(chǎn)品的形狀時，通常采用的辦法是樣條插值。
樣條曲線是用于描述一組給定點的形狀特征的平滑曲線，通過所有給定點的樣條曲線又稱為插值樣條曲線。所謂插值是針對給定的一組有序的數(shù)據(jù)點序列，構(gòu)造一條曲線順序地通過這些數(shù)據(jù)點， 一皮稱為對這些lt據(jù)點進行插值。
擬合是對于給定的一組數(shù)據(jù)點構(gòu)造一條曲線，使之能夠在設(shè)定的精度要求下逼近這些數(shù)據(jù)點，稱為對數(shù)據(jù)點進行擬合；擬合曲線不需要通過所有數(shù)據(jù)點。
基于樣條曲線直接插補是數(shù)控機床完成插補加工的趨勢。具體實施時，對樣條曲線和插補加工方式的選4奪非常關(guān)^t。在《計算機輔助幾何設(shè)計與非均勻有理B樣條》(高等教育出版社2001年出版)中介紹了多種插值方法，但是，插值曲線均通過所有數(shù)據(jù)點(即小線段的端點)，不僅不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮的目的，而且，精度也不能得到相應(yīng)保證。另外，在數(shù)據(jù)點非常稠密的情況下，曲線可能頻繁起伏，顯得不光順。在H. Akima的文章《Anew method of interpolation andsmooth curve fitting based on local procedures》(刊于"Jowrwa/ o/ os^o"'加'ow
5cow;n/""g wac/n'we^y".雜志第17巻第4期)中，提出了 一種三次多項式插值方法，雖然求解該曲線的計算過程簡單，但是三次及三次以上曲線的最優(yōu)速度規(guī)劃計算非常復(fù)雜，很難做到實時處理。因此，需要尋找階次低、壓縮比高，且適合插補計算的樣條曲線。
在曲線插補加工控制方面，國內(nèi)的現(xiàn)有方法是采用沒有速度規(guī)劃的勾速方式插補；或者只考慮了合成加速度的限制，而沒有考慮各個驅(qū)動軸的加速能力，不能充分利用各個驅(qū)動軸的最大加速度。在S.D. Timar等人合作的文章《Algorithms for time-optimal control of CNC machines along curved tool paths》(刊于 "7 o6o"cs朋d Cowpw,ewVi《egratec Maww_/hc&Wwg，, 2005年第21期)中，提出一種基于各驅(qū)動軸最大加速能力的一般樣條曲線的最優(yōu)插補控制方法。該方法對于三次及三次以上的高階次樣條曲線所執(zhí)行的相應(yīng)運動規(guī)劃的計算極為復(fù)雜，在現(xiàn)有的軟件和硬件環(huán)境下無法做到實時計算。
因此，如何克服現(xiàn)有技術(shù)的局限，提出一種新的對G01代碼的擬合及插補方法，就成為業(yè)內(nèi)科4支人員關(guān)注的焦點。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于數(shù)控機床的基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插補方法，本發(fā)明能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的各種難點和缺陷，具有計算速度快，加工精度高，工作性能穩(wěn)定，且適用范圍廣泛的特點，能在滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度要求的前提下，用二次B樣條曲線描述待加工路徑，并實時完成樣條曲線的插補計算，能在整體上保證針對二次B樣條曲線描述的待加工路徑實現(xiàn)加工時間最優(yōu)化，滿足高速、高精度的數(shù)控加工的需要。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于數(shù)控機床的基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插補方法，其特征在于包括下列操作步驟
(1)根據(jù)逼近誤差自適應(yīng)選取G01代碼中的特征點，并用通過所有特征點的二次B樣條曲線擬合待加工路徑對G01代碼描述的每組小線段進行幾何參數(shù)的計算，初步選出描述每組小線段形狀特征的特征點，再用二次貝塞爾(B6zier)曲線依次插值每相鄰的三個特征點，并找到每次插值的三個特征點中的首點和末點在原G01代碼序列中的對應(yīng)位置，計算上述兩個對應(yīng)位置之間的所有非特征點的數(shù)據(jù)點到二次B6zier插值曲線的距離，并根據(jù)該距離和系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度要求，自適應(yīng)地添加新的特征點；然后用二次B樣條曲線插值所有特征點，得到用于擬合待加工路徑的二次B樣條曲線；
(2)以二次B樣條曲線實現(xiàn)數(shù)控機床分軸控制的最優(yōu)插補加工根據(jù)該二次B樣條曲線的性質(zhì)和數(shù)控機床各驅(qū)動軸加速度的限制，同時求得該二次B樣條曲線的最大允許加工速度曲線，即VLC曲線，以及該VLC曲線上的各個速度關(guān)鍵點；再將每個速度關(guān)鍵點處達到最大加速能力的數(shù)控機床的驅(qū)動軸設(shè)為控制軸，并根據(jù)各個速度關(guān)鍵點、每個關(guān)鍵點的控制軸及其最大允許加工速度和VLC曲線，計算得到沿該二次B樣條曲線的實際加工速度曲線；最后根據(jù)該實際加工速度曲線與插補誤差計算插補點，計算完成實時插補加工。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點本發(fā)明通過選取G01代碼中描述待加工軌跡形狀的特征點，實現(xiàn)了用一段光滑曲線來描述多個小直線段，做到了數(shù)據(jù)壓縮。并用二次B6zier曲線自適應(yīng)選取G01代碼中的特征點，能夠準確描述待加工產(chǎn)品的形狀特征，使得后續(xù)計算得到的以二次B樣條曲線描述的待加工路徑能夠滿足數(shù)控系統(tǒng)預(yù)設(shè)的精度要求。而且，在用插值方法求解二次B樣條曲線描述的待加工路徑時，計算速度快，滿足實時加工的要求。本發(fā)明根據(jù)二次B樣條曲線的特點，極大地簡化了 S.D.Timar等人文章中介紹的算法復(fù)雜度，得到了能夠?qū)崟r完成計算操作的插補方法。對二次B樣條曲線所描述加工路徑的速度規(guī)劃，充分利用了數(shù)控機床各驅(qū)動軸的最大加速能力，在整體上達到了加工時間最優(yōu)化。
另外，本發(fā)明在針對二次B樣條曲線進行速度規(guī)劃時，使得計算過程中的中間結(jié)杲都用函數(shù)式來表示，這樣只需對其進行賦值計算即可，無需使用復(fù)雜的數(shù)值方法求近似解，極大地簡化了計算工作量，提高了計算效率，并且避免了近似求解中的數(shù)值誤差。根據(jù)申請人的仿真實施實驗，采用本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的直接用勻速加工GO 1代碼的方法相比較，加工效率提高了 50 % 。


圖1是本發(fā)明用于數(shù)控機床的基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插
補方法的操作步驟流程圖。
圖2是本發(fā)明方法步驟(1 )的自適應(yīng)二次B樣條曲線擬合操作流程圖。圖3是本發(fā)明方法步驟(2)的以二次B樣條曲線實現(xiàn)分軸控制最優(yōu)插補
操作流程圖。
圖4是本發(fā)明實施例中的選取極值點示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例中的自適應(yīng)添加特征點示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例中的二次B樣條曲線擬合待加工路徑示意圖。
圖7是本發(fā)明實施例中的計算VLC曲線與速度關(guān)鍵點示意圖。
圖8是本發(fā)明實施例中的VLC曲線與速度規(guī)劃曲線示意圖。
圖9是本發(fā)明實施例中的VLC曲線、速度規(guī)劃曲線與實際插補點參數(shù)值示意圖。
圖10是本發(fā)明實施例中的曲線與曲線上的實際插補點示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
參見圖1,介紹本發(fā)明用于數(shù)控機床的基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插補方法的4乘作流程。對于給定的G01代碼，本發(fā)明首先對這些待加工的小線段進行數(shù)據(jù)壓縮通過自適應(yīng)方法選取GOl代碼所描述待加工軌跡形狀特征的各個特征點，并用通過所有特征點的二次B樣條曲線來描述待加工路徑。然后，對上述以二次B樣條曲線描述的待加工路徑，計算其所對應(yīng)的最大允許加工速度曲線，即VLC曲線，并求得速度關(guān)鍵點，進一步計算出實際加工速度曲線，并根據(jù)實際加工速度曲線和插補誤差進行實時插補。因此，本發(fā)明主要包括下述數(shù)據(jù)壓縮和運動控制的兩部分操作內(nèi)容，下面分別介紹之
步驟1、根據(jù)逼近誤差自適應(yīng)選取G01代碼中的特征點，并用通過所有特征點的二次B樣條曲線擬合待加工路徑，實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮對G01代碼描述的每組小線段進行幾何參數(shù)(包括每組小線段的起點、終點和投影在數(shù)控機床中的各個驅(qū)動軸上的極值點)的計算，初步選出描迷每組小線段形狀特征的特征點，再用二次B6zier曲線依次插值每相鄰的三個特征點，并找到每次插值的三個特征點中的首點和末點在原G01代碼序列中的對應(yīng)位置，計算上述兩個對應(yīng)位置之間的所有非特征點的數(shù)據(jù)點到二次B6zier插值曲線的距離，并才艮據(jù)該距離和系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度要求，自適應(yīng)地添加新的特征點；然后對最終得到的特征點序歹寸，用二次B樣條曲線進行插值，得到所需的用于擬合待加工路徑的二次B樣條曲線。
參見圖2，具體介紹該步驟是在滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度前提下，如何用一條二次B樣條曲線來描述由多個小線段所構(gòu)成的待加工路徑的各個操作內(nèi)容
(11 )對G01代碼進行分析選取G01代碼所描述的每組小線段的起點、終點及其投影在數(shù)控機床中的各個驅(qū)動軸上的極值點。如圖4所示，圓形點為二維平面上的一組待加工的G01代碼，菱形點為所選取的該組待加工G01代碼的起點、終點和擬zf直點。
(12)初步選取特征點在設(shè)定長度范圍內(nèi)，選取極值點前后的多個數(shù)據(jù)點，并計算該多個數(shù)據(jù)點與該極值點所構(gòu)成的角度的加權(quán)平均值，作為該極值點的角度值0;再判斷該角度值-是否小于預(yù)定閥值&,若是，將該極值點標記為樣條曲線的斷點，即一段二次B樣條曲線的起點或終點；否則，將該極值點標記為初步選取的特征點。
(13 )對每兩個斷點間的特征點序列進行自適應(yīng)調(diào)整以每個特征點以及位于其后的兩個特征點為一組，依次對上述特征點序列進行分組，再用二次B6zier曲線分別插值各組特征點，并找到每次插值的三個特征點中的首點和末點在原G01代碼序列中的對應(yīng)位置，再計算上述兩個對應(yīng)位置之間的所有非特征點的數(shù)據(jù)點到二次B6zier插值曲線的距離；判斷這些距離的數(shù)值是否大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的精度要求，若存在有大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度要求的數(shù)據(jù)點，則將其中距離最大的數(shù)據(jù)點作為新的特征點添加到已有的特征點序列；
重復(fù)執(zhí)行該步驟操作，直到所有數(shù)據(jù)點到二次B6zier曲線的距離都滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)的精度要求。參見圖5所示，其中四個十字點為自適應(yīng)添加的特征點。
(14)用二次B樣條曲線插值每兩個斷點間的特征點序列對上述每兩個樣條曲線斷點間的所有特征點，分別用二次B樣條曲線進行插值，得到并輸出用于擬合待加工路徑的二次B樣條曲線。參見圖6,圖示的用二次B樣條曲線插值每個特征點，即構(gòu)成擬合待加工路徑的二次B樣條曲線。
步驟2、以二次B樣條曲線實現(xiàn)分軸控制的最優(yōu)插補操:作，完成運動控制根據(jù)步驟1得到的二次B樣條曲線的曲線性質(zhì)和數(shù)控機床各驅(qū)動軸加速度的限制，同時求得該曲線的最大允許加工速度曲線(VLC曲線)和該VLC曲線上的各個速度關(guān)鍵點；再將每個速度關(guān)鍵點處達到最大加速能力的數(shù)控機床的驅(qū)動軸設(shè)為控制軸，并根據(jù)各個速度關(guān)鍵點、每個關(guān)鍵點的控制軸及其最大允許加工速度和VLC曲線，計算得到沿所述二次B樣條曲線的實際加工速度曲線；最后根據(jù)該實際加工速度曲線與插補誤差計算插補點，計算完成實時插補加工。參見圖3，具體說明在滿足數(shù)控系統(tǒng)各驅(qū)動軸加速度限制下，如何求得最優(yōu)的加工速度規(guī)劃曲線，并4艮據(jù)加工誤差進行插補的操作內(nèi)容如下
(21 )對于每段由函數(shù)r(u)描述的二次B樣條曲線所代表的待加工路徑，式中，參數(shù)u的取值范圍是[O,l]，根據(jù)該二次B樣條曲線中的每點的切向量、法向量、曲率半徑和數(shù)控機床中各驅(qū)動軸的最大加速度，求解該二次B樣條曲線的最大允許加工速度曲線，即以參數(shù)u的分段曲線為函數(shù)式的VLC曲線，再將該VLC曲線的分段點作為速度關(guān)鍵點。如果在VLC曲線的分段點處，同一參數(shù)值u對應(yīng)有兩個不同的速度值時，選擇數(shù)值小的速度值對應(yīng)的分段點作為該VLC曲線的速度關(guān)鍵點。參見圖7,圖中的橫坐標為參數(shù)值，縱坐標為速度值，圖中的黑點為速度關(guān)鍵點。(其中選取的樣條曲線為圖6所示的曲線)。
(22 )從該二次B樣條曲線的起點(即參數(shù)u = 0)和終點(即參數(shù)u = 1 )開始，以初速度為0,分別按照該參數(shù)u的正向和逆向開始加速，選擇其中達到最大加速能力的驅(qū)動軸為控制軸，并根據(jù)控制軸求得速度曲線，進而求解得到其交點，從而得到相應(yīng)分段的速度曲線。
(23) 判斷該速度曲線的下方是否存在VLC曲線的關(guān)鍵點，如果沒有，則該速度曲線就是所需的速度規(guī)劃曲線；否則，找到位于該速度曲線下方的VLC曲線的所有關(guān)鍵點，并從位于中間的關(guān)鍵點開始，以該點的最大允許加工速度為初速度，向參數(shù)u的正向和逆向分別對相應(yīng)的控制軸計算其速度曲線，直到該速度曲線與原來的分段速度曲線相交，得到新的分段速度曲線。
本發(fā)明在該步驟中利用判斷速度曲線卞方是否存在VLC曲線速度關(guān)鍵點的方法，來取代現(xiàn)有技術(shù)中需要求解VLC曲線與速度曲線交點的計算方法，這一改進，能夠有效避免了求解高次方程的巨大計算量和數(shù)值求解的不準確性。
(24) 重復(fù)執(zhí)行步驟(23)的操作，直到所述新的分段速度曲線下方?jīng)]有VLC曲線的關(guān)鍵點，則將此時的分段速度曲線作為最終的速度#見劃曲線，即圖8所示的曲線，圖中，間斷曲線是VLC曲線，分段的連續(xù)曲線是速度規(guī)劃曲線。
(25) 從起點開始，根據(jù)最終的分段速度規(guī)劃曲線、加工誤差和數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最小進給步長，計算實際插補步長；再根據(jù)實際插補步長，利用一階泰勒展開公式求得參數(shù)u的近似值，再經(jīng)過兩次牛頓迭代運算對參數(shù)u進行修正，得到實際插補點的參凝:值；然后，重復(fù)執(zhí)行該步驟操作，直至終點。
參見圖9和圖10,其中圖9表示了 VLC曲線，分段的速度規(guī)劃的連續(xù)曲線，以及位于該速度規(guī)劃的連續(xù)曲線上的各個實際插補點的參數(shù)值。圖IO表示樣條曲線與該樣條曲線上的各個實際插補點(即曲線上的菱形點)。
本發(fā)明已經(jīng)進行了實施試驗，試驗的結(jié)果是成功的，實現(xiàn)了發(fā)明目的。
ii
權(quán)利要求
1、一種用于數(shù)控機床的基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插補方法，其特征在于包括下列操作步驟(1)根據(jù)逼近誤差自適應(yīng)選取G01代碼中的特征點，并用通過所有特征點的二次B樣條曲線擬合待加工路徑對G01代碼描述的每組小線段進行幾何參數(shù)的計算，初步選出描述每組小線段形狀特征的特征點，再用二次貝塞爾(Bézier)曲線依次插值每相鄰的三個特征點，并找到每次插值的三個特征點中的首點和末點在原G01代碼序列中的對應(yīng)位置，計算上述兩個對應(yīng)位置之間的所有非特征點的數(shù)據(jù)點到二次Bézier插值曲線的距離，并根據(jù)該距離和系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度要求，自適應(yīng)地添加新的特征點；然后用二次B樣條曲線插值所有特征點，得到用于擬合待加工路徑的二次B樣條曲線；(2)以二次B樣條曲線實現(xiàn)數(shù)控機床分軸控制的最優(yōu)插補加工根據(jù)該二次B樣條曲線的性質(zhì)和數(shù)控機床各驅(qū)動軸加速度的限制，同時求得該二次B樣條曲線的最大允許加工速度曲線，即VLC曲線，以及該VLC曲線上的各個速度關(guān)鍵點；再將每個速度關(guān)鍵點處達到最大加速能力的數(shù)控機床的驅(qū)動軸設(shè)為控制軸，并根據(jù)各個速度關(guān)鍵點、每個關(guān)鍵點的控制軸及其最大允許加工速度和VLC曲線，計算得到沿該二次B樣條曲線的實際加工速度曲線；最后根據(jù)該實際加工速度曲線與插補誤差計算插補點，計算完成實時插補加工。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述對G01代碼描述的每組小線段進行計算的幾何參數(shù)包括每組小線段的起點、終點和投影在數(shù)控機床中的各個驅(qū)動軸上的極值點。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(l)進一步包括下列操作內(nèi)容(11 )對G01代碼進行分析選取G01代碼所描述的每組小線段的起點、終點及其投影在數(shù)控機床中的各個驅(qū)動軸上的極值點；U2)初步選取特征點在設(shè)定長度范圍內(nèi)，選取極值點前后的多個數(shù)據(jù)點，并計算該多個數(shù)據(jù)點與該極值點所構(gòu)成的角度的加權(quán)平均值，作為該極值點的角度值^;再判斷該角度值^是否小于預(yù)定閥值《，若是，將該極值點標記為樣條曲線的斷點，即一段二次B樣條曲線的起點或終點；否則，將該極值點標記為初步選取的特征點；(13) 對每兩個斷點間的特征點序列進行自適應(yīng)調(diào)整以每個特征點以及位于其后的兩個特征點為一組，依次對上述特征點序列進行分組，再用二次B6zier曲線分別插值各組特征點，并找到每次插值的三個特征點中的首點和末點在原G01代碼序列中的對應(yīng)位置，再計算上述兩個對應(yīng)位置之間的所有非特征點的數(shù)據(jù)點到二次B6zier插值曲線的距離；判斷這些距離的數(shù)值是否大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)的精度要求，若存在有大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度要求的數(shù)據(jù)點，則將其中距離最大的數(shù)據(jù)點作為新的特征點添加到已有的特征點序列；重復(fù)執(zhí)行該步驟操作，直到所有數(shù)據(jù)點到二次B6zier曲線的距離都滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)的精度要求；(14) 用二次B樣條曲線插值每兩個斷點間的特征點序列對上述每兩個斷點間的所有特征點，分別用二次B樣條曲線進行插值，得到并輸出用于擬合待加工路徑的二次B樣條曲線。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(2)進一步包括下列操作內(nèi)容(21)對于每段由函數(shù)r(u)描述的二次B樣條曲線所代表的待加工路徑，式中，參數(shù)u的取值范圍是[O， l]，根據(jù)該二次B樣條曲線中的每點的切向量、法向量、曲率半徑和數(shù)控機床中各驅(qū)動軸的最大加速度，求解該二次B樣條曲線的最大允許加工速度曲線以參數(shù)u的分段曲線為函數(shù)式的VLC曲線，再將該VLC曲線的分段點作為速度關(guān)鍵點；(22 )從該二次B樣條曲線的起點、即參數(shù)u = 0和終點、即參數(shù)u = 1開始，以初速度為0,分別按照該參數(shù)u的正向和逆向開始加速，選擇其中達到最大加速能力的驅(qū)動軸為控制軸，并根據(jù)控制軸求得速度曲線，進而求解得到其交點，從而得到相應(yīng)分段的速度曲線；該速度曲線就是所需的速度M^劃曲線；否則，找到位于該速度曲線下方的VLC曲線的所有關(guān)鍵點，并從位于中間的關(guān)^t點開始，以該點的最大允許加工速度為初速度，向參數(shù)u的正向和逆向分別對相應(yīng)的控制軸計算其速度曲線，直到該速度曲線與原來的分段速度曲線相交，得到新的分段速度曲線；(24) 重復(fù)執(zhí)行步驟(23)的操作，直到所述新的分段速度曲線下方?jīng)]有VLC曲線的關(guān)鍵點，則將此時的分段速度曲線作為最終的分段速度曲線；(25) 從起點開始，根據(jù)最終的分段速度曲線、加工誤差和數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最小進給步長，計算實際插補步長；再根據(jù)實際插補步長，利用一階泰勒展開公式求得參數(shù)u的近似值，再經(jīng)過兩次牛頓迭代運算對參數(shù)u進行修正，得到實際插補點的參數(shù)值；然后，重復(fù)執(zhí)行該步驟操作，直至終點。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(21)中，如果在VLC曲線的分段點處，同一參數(shù)值u對應(yīng)有兩個不同的速度值時，選擇數(shù)值小的速度值對應(yīng)的分段點為該VLC曲線的速度關(guān)鍵點。
全文摘要
一種基于二次B樣條曲線對G01代碼的擬合及插補方法，是先通過自適應(yīng)方法選取G01代碼所描述的每組小線段的各個特征點，再用通過所有特征點的二次B樣條曲線擬合待加工路徑。并根據(jù)二次B樣條曲線的性質(zhì)和數(shù)控機床各驅(qū)動軸加速度的限制，同時求得該二次B樣條曲線的最大允許加工速度曲線(VLC曲線)和該VLC曲線上的各速度關(guān)鍵點；然后根據(jù)各個速度關(guān)鍵點、每個關(guān)鍵點的控制軸及其最大允許加工速度和VLC曲線，計算出實際加工速度曲線；并根據(jù)實際加工速度曲線與插補誤差計算插補點，完成實時插補。本發(fā)明方法計算速度快，加工精度高，工作性能穩(wěn)定，適用范圍廣，能在滿足系統(tǒng)預(yù)設(shè)精度前提下，實時完成樣條曲線的插補計算，滿足高速、高精度數(shù)控加工需求。
文檔編號B23Q15/12GK101539769SQ20091008273
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者梅 張, 李洪波, 王定康, 袁春明, 偉 閆, 高小山 申請人:中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院