[發明專利]一種考慮加工特性的NURBS直接插補方法及裝置

有效

• 申請號: 201410582776.9
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104281099A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 胡自化;李業鵬;徐韜智;秦長江
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G05B19/4103
• 分類號: G05B19/4103
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮加工特性的NURBS直接插補方法及裝置，其特征在于：根據機床運動學和動力學特性，以及刀具路徑的工況，建立一種能同時滿足最大弓高誤差、弓高誤差冗余、機床加/減速能力、單軸加速度限制、曲率特性、加加速度（Jerk）限制、實時性等多約束條件的插補算法，并基于開放式數控系統結構實現NURBS直接插補功能；該方法及裝置包括以下幾個模塊：

預插補處理模塊：根據考慮加工特性要求，建立能同時滿足多約束進給速度的規劃方程，讀取刀具路徑曲線的數據（控制頂點、節點矢量、權因子等），完成一次預插補處理，得到插補點進給速度序列；

離線速度規劃模塊：尋找并確定進給速度序列中切向加速度超差區域，并采用?S?型加/減速模式對超差區域的進給速度進行重新調整，消除減速過程中切向加速度超差的插補點，得到能滿足每個約束條件的進給速度序列；

實時插補裝置模塊：利用調整好的進給速度序列對每個插補周期逐一進行實時插補，插補點的位置信息送入本發明中NURBS直接插補裝置進行實驗加工。

2.根據權利要求1所述的一種考慮加工特性的NURBS直接插補方法及裝置，其特征在于：

所述的預插補處理模塊包括以下步驟：

1）由刀具路徑曲線的插補點信息數據，計算下一插補點間等弓高誤差插補參數增量△u_i,1及恒定進給速度的參數增量△u?_i,2；

2）由當前插補點參數計算插補點曲率，曲率半徑；

3）建立多約束進給速度規劃方程，確定預插補進給速度，當△u?_i,1≥△u?_i,2時，應將進給速度限制為min｛V_r(u_i),V_e(u_i),V_t(u_i),V_n(u_i),V_j(u_i),V_c(u_i)｝，當△u?_i,1＜△u?_i,2時，應將進給速度大小限制為min｛F,V_e(u_i),V_t(u_i),V_n(u_i),V_j(u_i),V_c(u_i)｝；其中F為給定進給速度，V_r(u_i)?滿足曲率特性最大速度，V_e(u_i)為滿足弓高誤差約束最大速度，V_t(u_i)為滿足切向加速度約束最大速度，V_n(u_i)為滿足法向加速度約束最大速度，V_j(u_i)為滿足加加速度(Jerk)限制約束最大速度，V_c(u_i)為滿足單軸加速度約束最大速度；

4）計算插補點參數序列，插補步長；

5）生成預插補進給速度序列。