【摘 要】
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随着现代制造业的飞速发展,数控(Numerical Control)技术被广泛应用于现代加工业,而开放式数控系统是当今数控技术的主流。插补算法作为开放式数控系统的核心,已成为数控技术
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随着现代制造业的飞速发展,数控(Numerical Control)技术被广泛应用于现代加工业,而开放式数控系统是当今数控技术的主流。插补算法作为开放式数控系统的核心,已成为数控技术的一个重要研究方向。本文对基于开放式数控系统的B样条曲线实时插补算法进行了系统的、深入的研究与分析,同时还深入地研究了刀具半径补偿技术。主要研究内容如下:首先,根据刀具半径补偿原理,实现了一种新型的C(Complete)刀具半径补偿算法,该算法能有效剔除在缩短型刀具半径补偿情况下产生的冗余刀位点。并且使用C++编程语言实现了该算法,给出了仿真实例。其次,根据B样条曲线的特性以及微分几何原理,实现了一种带弦高误差控制和法向最大加速度控制的进给步长自适应B样条曲线实时插补算法。同时根据数控系统实时插补运算的需要,提出了一种B样条曲线光滑拼接的方法。再次,根据S型加减速控制的原理建立了离散S型加减速算法模型;并根据B样条曲线的性质,给出了一种易于实现且符合实时插补要求的B样条曲线构造条件;基于弧长参数化的近似和S型加减速的对称性提出了一种快速确定插补减速点的方法;而且还讨论了如何处理插补路径长度相对于加减速长度过短的问题。从而实现了S型加减速控制在B样条曲线实时插补上的应用,并给出了实例验证。最后,使用C++编程语言实现了基于本文所提出的B样条曲线实时插补算法和S型加减速控制算法,同时能实现自动判别直线插补或样条插补的B样条曲线插补器,并给出了实例验证。同时还深入地分析了该插补器的各种性能,验证了相关算法的正确性和可行性。
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