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本论文详细探讨了用于加工弧面凸轮轮廓曲面的实时NURBS样条插补方法。针对当前NURBS样条插补二阶泰勒展开算法的缺点,通过分析现有的改进算法的不足,给出一种新的用于弧面凸轮数控加工的NURBS插补算法。这样不仅减少了离散数据量,缩短了NC程序的长度,且可直接加工出按NURBS样条设计构造的弧面凸轮廓面形状,消除了传统的直线或圆弧插补用多段短小直线或圆弧逼近弧面凸轮廓面曲面造成的波形度误差和廓面不光顺问题。
在分析常用加减速控制方法特性的基础上,提出了一种避免产生加加速度阶跃的加减速控制方法,在满足NURBS样条高速高精度插补加工需要的同时,可实现对机床进行平滑的运动控制。同时,结合提出的CNC系统中进给速度的自适应控制方法,通过对插补误差和实际进给速度的实时监控,使刀具沿曲线的进给速度能随着曲线曲率的变化而自动地进行调整,在满足加减速特性、最大轮廓误差、最大向心加速度约束的基础上,可获得尽量高而且平滑的进给速度。从而可在高速加工的条件下,减小机床的冲击、振动与刀具的磨损,控制了弓高误差,保证了加工过程的安全性,且可进一步提高弧面凸轮轮廓曲面的加工精度。
据初步文献检索,本文所采取的方法,特别是用NURBS样条插补加工弧面凸轮轮廓曲面的方法,具有一定的独创性。