基于五轴激光切割数控机床的NURBS曲线插补算法研究

论文摘要

NURBS曲线插补技术是插补领域的热点和难点,如今拥有对NURBS曲线直接插补的能力是高端数控机床的标配。随着近年来高功率光纤激光器技术的发展,开发适用于五轴激光切割数控机床的NURBS曲线插补算法亦是时代趋势。本论文在对前人成果进行深入研究的基础上,提出了一种适用于五轴激光切割数控机床的NURBS曲线插补的算法框架,详细分析了实现该算法框架的所有细节,研究了针对5AB型激光切割机床的坐标变换方法,最终开发出NURBS曲线插补仿真演示系统。主要工作体现在以下三个方面:从NURBS曲线的定义出发,从理论上推导了实现NURBS插补技术所需要的所有计算方法,从算法的角度对它们的复杂度进行分析,给出了程序实现流程,并实验验证了它们的正确性。提出了一种在Windows平台上高效显示NURBS曲线的方法,利用硬件加速技术使得绘图效率相对于传统方法大幅度提高。坐标变换是实现插补必不可少的重要环节。针对5AB型数控切割机床建立数学模型,从理论上对其运动学正解和逆解进行了推导计算并编程对其正确性进行了验证。开发了基于Windows平台的NURBS曲线插补仿真演示系统。最后将使用该系统实现的NURBS曲线插补算法与传统小线段拟合方法进行仿真对比。案例中直接插补法数据占用空间减少近90倍,加工效率提高7倍以上并且给进速度更加平稳,证明了直接插补算法的优越性。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 骆小俊

导师: 肖金陵

关键词: 五轴激光切割数控系统,曲线插补算法,运动学

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,金属学及金属工艺,无线电电子学,自动化技术

单位: 华中科技大学

分类号: TN249;TG659

总页数: 77

文件大小: 2745K

下载量: 235

相关论文文献

• [1].基于NURBS算法的抗倾覆系统设计与开发[J]. 舰船科学技术 2020(14)
• [2].Bounds on partial derivatives of NURBS surfaces[J]. Applied Mathematics:A Journal of Chinese Universities 2017(03)
• [3].基于NURBS的液力变矩器叶片设计及主流场特性分析[J]. 机械设计与研究 2016(02)
• [4].基于NURBS的汽轮机叶片数控加工仿真分析[J]. 机械工程师 2016(05)
• [5].二次曲面的NURBS最优化表示方法研究[J]. 计量学报 2020(08)
• [6].基于五次NURBS的机械臂时间-能量-平滑性多目标轨迹优化[J]. 机械设计与研究 2017(01)
• [7].基于NURBS的液力变矩器导叶正交优化设计[J]. 机械设计与制造 2016(03)
• [8].基于NURBS方法的加工特征几何演变识别[J]. 计算机集成制造系统 2016(08)
• [9].NURBS曲线的一种快速生成方法[J]. 安庆师范学院学报(自然科学版) 2011(01)
• [10].NURBS方法的深V型三体船稳性[J]. 哈尔滨工程大学学报 2011(10)
• [11].组合曲面的NURBS插补技术的研究[J]. 科学技术与工程 2010(01)
• [12].利用NURBS的模块化汽车造型设计系统构建方法[J]. 现代制造工程 2009(08)
• [13].NURBS曲线插补的离散比例积分器速度规划算法[J]. 西南师范大学学报(自然科学版) 2020(01)
• [14].应用NURBS技术的叶型流道构型研究[J]. 机械设计与制造 2018(04)
• [15].基于NURBS曲线的非圆曲线数控插补算法研究[J]. 机械工程与自动化 2013(04)
• [16].可编辑NURBS曲线在AutoCAD与CATIA间的相互转换[J]. 电脑编程技巧与维护 2013(16)
• [17].身管的NURBS几何离散化[J]. 四川兵工学报 2012(09)
• [18].面向刀具路径生成的NURBS曲线拟合算法研究[J]. 中国机械工程 2009(08)
• [19].基于滤波技术的NURBS曲线插补算法研究[J]. 中国机械工程 2009(14)
• [20].基于多约束控制的NURBS曲线插补速度规划方法[J]. 装备制造技术 2020(03)
• [21].基于NURBS插补算法的汽轮机叶片数控加工[J]. 组合机床与自动化加工技术 2017(01)
• [22].整椭圆的三次NURBS表示及其应用[J]. 计算机工程与应用 2016(03)
• [23].基于NURBS方法的船舶随浪航行纯稳性损失研究[J]. 中国造船 2015(S1)
• [24].基于NURBS离心式压气机参数化造型设计及气动优化[J]. 机械强度 2011(01)
• [25].基于NURBS曲线拟合的刀具路径优化方法[J]. 计算机集成制造系统 2011(07)
• [26].基于OpenGL的NURBS曲线的研究[J]. 西南民族大学学报(自然科学版) 2009(04)
• [27].NURBS技术在产品造型创新设计中的应用[J]. 中国高新技术企业 2009(20)
• [28].五轴NURBS插补中的速度前瞻控制方法[J]. 计算机集成制造系统 2009(12)
• [29].五轴联动NURBS曲线插补方法的研究[J]. 上海电机学院学报 2008(01)
• [30].节点矢量影响NURBS曲线的规律研究与应用[J]. 机械工程学报 2008(10)

标签：五轴激光切割数控系统论文;  曲线插补算法论文;  运动学论文;