隨著數(shù)控技術(shù)的高速發(fā)展,五軸數(shù)控機床以其適用性好、加工精度高、加工效率高等優(yōu)點,在復(fù)雜造型零件的加工中發(fā)揮著越來越重要的作用。NURBS曲線作為復(fù)雜造型零件數(shù)字化制造中的關(guān)鍵技術(shù),其插補精度直接影響零件的加工精度。針對傳統(tǒng)插補方法存在復(fù)雜曲線拐點處擬合效果不好、傳統(tǒng)機床速度規(guī)劃算法加速度反復(fù)突變,導(dǎo)致加工誤差大、加工效率低的問題,本文利用五軸數(shù)控機床開展了雙NURBS插補技術(shù)研究。主要工作內(nèi)容和研究成果如下:（1）研究了基于角度平滑的雙NURBS擬合算法。針對當(dāng)前加工路徑不滿足二階連續(xù)性的問題,提出基于角度平滑的雙NURBS擬合算法。首先,通過求解加工路徑曲率半徑,得到加工軌跡上的速度敏感點;其次,對刀具路徑速度敏感點處數(shù)據(jù)進行計算,得到速度敏感點處路徑曲線參數(shù)與弧長信息的對應(yīng)關(guān)系;然后,通過同步雙NURBS模型,獲取刀具位置數(shù)據(jù);最后,開展與泰勒二階插補算法的對比實驗,結(jié)果表明,本文方法能夠得到一條擬合精度較高且滿足G²連續(xù)的刀具運動軌跡信息。（2）研究了基于數(shù)控機床伺服性能的S形速度規(guī)劃算法。針對傳統(tǒng)速度規(guī)劃方法未考慮機床結(jié)構(gòu),造成機床各軸進給速度、加速度超過... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

路徑平滑圖

技術(shù)路線圖

機床總共包括十二種形式。理想狀態(tài)下的機床三個直線軸相互垂直[46]，在無機床本身結(jié)構(gòu)誤差下，通過對五軸聯(lián)動數(shù)控機床進行運動求解，將加工數(shù)據(jù)即刀具中心點軌跡信息和刀軸位置轉(zhuǎn)化為數(shù)控機床的運動數(shù)據(jù)[47]，通過對理想運動模型的求解，結(jié)合機床結(jié)構(gòu)，進行控制，完成加工[48]。2.2 五軸機床坐標(biāo)變換2.2.1 旋轉(zhuǎn)運動坐標(biāo)變換在空間坐標(biāo)系運動中的運動典型體jB ，與其對應(yīng)的相鄰低序體iB 的理想轉(zhuǎn)動方式等價于坐標(biāo)系j j j jO x y z 相對 i i i iO x y z 的轉(zhuǎn)動方式。我們把基本轉(zhuǎn)動表示為各種旋轉(zhuǎn)運動形式中，分別繞坐標(biāo)軸 X、Y、Z 的轉(zhuǎn)動，如圖 2-1 所示，通過三種基本轉(zhuǎn)動能夠得到任何復(fù)雜形式的轉(zhuǎn)動。研究坐標(biāo)系的相對運動，即將坐標(biāo)系之間的復(fù)雜轉(zhuǎn)動分解，可以將任意形式的運動分解成三種基本旋轉(zhuǎn)運動，分別繞 X 軸旋轉(zhuǎn)、繞 Y 軸旋轉(zhuǎn)、繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)，最后再用適當(dāng)方法合成。坐標(biāo)系 j j j jO x y z 分別繞坐標(biāo)系 i i i iO x y z 的 X、Y、Z 軸旋轉(zhuǎn)運動的變換矩陣如下所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]空間曲面等殘留量連續(xù)平滑加工路徑規(guī)劃方法[J]. 竇超然,宋愛平,趙昆鵬,儲月剛,訾豪.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2019(02)
[2]基于刀具姿態(tài)控制的指令點插補算法[J]. 耿聰,吳玉厚,韓旭.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2018(12)
[3]基于曲率約束和位移補償?shù)腘URBS曲線柔性高精插補方法[J]. 高翔宇,劉曉健,裘樂淼,張樹有.  計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2018(12)
[4]五軸多工序加工檢測夾具下的誤差成本優(yōu)化分析[J]. 丁杰雄,李菲,呂強,杜麗,王偉.  計算機集成制造系統(tǒng). 2018(12)
[5]基于FPGA的改進型DDA圓弧插補算法研究[J]. 李蚩行,雷志勇.  國外電子測量技術(shù). 2018(12)
[6]非球頭刀單觸點寬行加工刀具運動優(yōu)化方法[J]. 周凱紅,唐進元.  計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2018(10)
[7]非共軸螺旋后刀面微鉆的五軸聯(lián)動刃磨方法及其鉆削性能研究[J]. 張素燕,梁志強,王西彬,周天豐,焦黎,劉志兵,顏培.  機械工程學(xué)報. 2018(19)
[8]數(shù)控系統(tǒng)中指令點糾正平滑處理算法[J]. 孫樹杰,于東,林滸,郎言書,李備備.  小型微型計算機系統(tǒng). 2018(09)
[9]一種五軸聯(lián)動數(shù)控刀具半徑補償方法[J]. 劉安民,顧禮鐸.  科技通報. 2018(05)
[10]辛普森積分法在雙NURBS曲線隨動插補中的應(yīng)用[J]. 江本赤,王建彬,蘇學(xué)滿.  機械科學(xué)與技術(shù). 2019(01)

碩士論文
[1]分布式多軸運動控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 李順.電子科技大學(xué) 2018
[2]NURBS曲線插補的速度前瞻控制算法的研究設(shè)計[D]. 張力.中國科學(xué)院研究生院（沈陽計算技術(shù)研究所） 2014
[3]基于STEP-NC的NURBS曲面刀具軌跡規(guī)劃[D]. 梁文潮.廣東工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3137019