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基于NURBS曲线的任意圆心角度叶型前尾缘构造
1
作者 倪浩楠 徐璟潮 +1 位作者 夏一帆 陈建军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第8期130-142,I0002,共14页
具有良好灵活性的叶型前尾缘构造方法对于叶轮机械的叶型设计和优化至关重要。本文研究了一种在经典NURBS表示框架下,结合圆锥截线和圆弧几何特性,实现叶片前缘与尾缘的多自由度构造方法。该方法在叶栅气动弦长基本不变、保证补圆曲线... 具有良好灵活性的叶型前尾缘构造方法对于叶轮机械的叶型设计和优化至关重要。本文研究了一种在经典NURBS表示框架下,结合圆锥截线和圆弧几何特性,实现叶片前缘与尾缘的多自由度构造方法。该方法在叶栅气动弦长基本不变、保证补圆曲线与叶盆、叶背曲线在连接处的G1连续性的前提下,通过少量参数灵活调节圆锥截线的斜度、锥度和尺寸,实现对前缘和尾缘形状的有效控制。基于补圆类型及圆心角信息,求解控制点和权因子,精确构造任意圆心角度满足凸包性要求的圆锥截线。此外,将补圆参数与展向叶型截面数相关联,实现补圆几何随展向的动态变化,完成三维叶片复杂前尾缘的高效参数化建模。数值模拟表明,与原始叶型相比,采用本文方法构造前尾缘的跨声速叶片具有更高的等熵压缩效率,且前缘区域的激波强度明显减弱。 展开更多
关键词 参数化建模 非对称前尾缘 nurbs曲线 压气机 气动性能
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基于NURBS曲线的五轴工具磨床加工误差研究
2
作者 杨宇航 唐清春 +3 位作者 陈汉阳 李晓宇 乔鹏 周乐安 《工具技术》 北大核心 2025年第2期124-130,共7页
针对五轴工具磨床加工复杂曲面存在直线圆弧插补精度不足的问题,采用NURBS曲线插补优化方法,根据NURBS曲线的插补原理,计算磨削加工时砂轮刀尖点与刀轴点的数据及相对关系;通过计算NURBS曲线插补点的曲率,推导出插补误差与进给速度的关... 针对五轴工具磨床加工复杂曲面存在直线圆弧插补精度不足的问题,采用NURBS曲线插补优化方法,根据NURBS曲线的插补原理,计算磨削加工时砂轮刀尖点与刀轴点的数据及相对关系;通过计算NURBS曲线插补点的曲率,推导出插补误差与进给速度的关系,进而对其产生的误差进行优化;基于Java语言开发出满足MKG6030型五轴工具磨床NURBS插补的专用后置处理器;采用NUMROTO软件对某叶根铣刀试验件进行程序编制及实际加工验证。试验证明,该插补方法可以有效提高刀具前刀面的精度,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 五轴工具磨床 nurbs曲线插补 叶根铣刀 插补误差
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基于改进蚁群算法和NURBS曲线拟合的焊点光滑路径规划方法研究
3
作者 杨晨 郭魂 +1 位作者 何亚峰 张振岗 《常州工学院学报》 2025年第2期50-57,共8页
为解决复杂环境中机器人执行多焊点任务时存在的路径规划难题,提出了一种改进蚁群算法与非均匀有理B样条(NURBS)曲线相结合的多焊点路径规划方法。通过该方法,一方面可以动态调整信息素蒸发率以优化蚁群算法的全局搜索能力与收敛速度,... 为解决复杂环境中机器人执行多焊点任务时存在的路径规划难题,提出了一种改进蚁群算法与非均匀有理B样条(NURBS)曲线相结合的多焊点路径规划方法。通过该方法,一方面可以动态调整信息素蒸发率以优化蚁群算法的全局搜索能力与收敛速度,避免陷入局部最优,另一方面利用NURBS曲线对离散焊点路径进行光滑拟合,可以消除因急剧方向变化带来的不稳定性。实验结果表明,改进后的蚁群算法在路径长度与收敛效率上优于经典算法,结合NURBS曲线处理后,进一步优化了焊接路径的平滑性与连续性。该方法有效解决了传统路径规划中路径曲率突变及优化性能不足的问题,为焊接机器人在复杂环境中的路径规划提供了理论支持与实践参考。 展开更多
关键词 蚁群算法 动态调整信息素 路径规划 nurbs曲线
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基于NURBS曲线的涡轮叶片喉道尺寸评定研究
4
作者 谢宝征 曹国强 《机械工程师》 2025年第6期46-50,54,共6页
在航空发动机涡轮叶片的制造与检测中,三坐标测量机通过采集叶片表面数据点并建立几何模型,是计算喉道尺寸的核心流程,但在喉道处所取的数据点个数和拟合的曲线模型往往影响着叶片喉道尺寸的计算精度。为此,提出一种基于非均匀有理B样... 在航空发动机涡轮叶片的制造与检测中,三坐标测量机通过采集叶片表面数据点并建立几何模型,是计算喉道尺寸的核心流程,但在喉道处所取的数据点个数和拟合的曲线模型往往影响着叶片喉道尺寸的计算精度。为此,提出一种基于非均匀有理B样条函数(NURBS)曲线拟合数据点计算叶片喉道尺寸的方法。该方法通过NURBS曲线对数据点进行拟合,设定喉道适应度函数,运用改进粒子群优化算法进行求解,获得叶片喉道尺寸。与商用计算涡轮叶片喉道尺寸的软件对比,误差明显变小。该方法在一定程度上能够改善叶片喉道值计算精度不足的问题,具有一定柔性,为航空发动机气动性能评估与叶片修磨工艺提供了更高精度的数据支撑。 展开更多
关键词 三坐标测量机 叶片喉道尺寸 nurbs曲线 适应度函数 改进粒子群优化算法
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全程S曲线加减速控制的自适应分段NURBS曲线插补算法 被引量：63
5
作者 潘海鸿 杨微 +2 位作者 陈琳 谭华卿 孙红涛 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期190-195,共6页
为满足现代数控加工的高速度、高精度要求,提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段,并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划(速度规划为17种类型)中加减速... 为满足现代数控加工的高速度、高精度要求,提出基于7段式S曲线加减速全程规划的NURBS曲线自适应分段插补算法。该算法根据NURBS曲线几何形状将其自适应分段,并计算曲线段各项参数值、对应S曲线加减速规划(速度规划为17种类型)中加减速类型和自适应调整速度曲线加减速时间。在固定插补周期下,与单独自适应算法、5段式S曲线加减速控制方法的仿真结果相比,在满足加速度与加加速度限制条件,且最大弦高误差不超过0.5μm时,该算法插补精度高于单独自适应算法,与5段式S曲线加减速控制方法近似,且其全程平均进给速度比5段式S曲线加减速控制方法平均进给速度提高21.7%,达到594mm/s。 展开更多
关键词 自适应 分段插补 S曲线加减速控制 nurbs曲线
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基于de Boor算法的NURBS曲线插补和自适应速度控制研究 被引量：25
6
作者 王田苗 曹宇男 +1 位作者 陈友东 魏洪兴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期2608-2613,共6页
以NURBS曲线de Boor递推插补算法为基础,针对NURBS曲线速度处理的特殊性,建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型,该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以de Boor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速... 以NURBS曲线de Boor递推插补算法为基础,针对NURBS曲线速度处理的特殊性,建立了一种NURBS曲线自适应速度控制模型,该模型分为速度自适应控制和插补前加减速处理两部分。以de Boor算法为基础对整个插补周期的弓高误差以及切向和法向加速度进行实时监控,分析了误差产生的原因并进行了相应的速度控制;以插补前直线加减速为例引入NURBS反向插补的概念,解决了NURBS曲线减速区长度计算问题。实验结果表明,该模型满足实际的NURBS曲线插补的需要。 展开更多
关键词 nurbs曲线 DE Boor算法 直线加减速 nurbs反向插补 弓高误差
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高速高精度数控加工中NURBS曲线插补的研究 被引量：47
7
作者 赵国勇 徐志祥 赵福令 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期291-294,共4页
针对复杂型面零件的高速高精度加工需要,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。提出一种新的加减速控制方法,在提高轮廓精度的同时极大地减小了切削加工对机床造成的冲击;结合轮廓误差限、最大向心加速度的约束,自适应地控制进给速度的变... 针对复杂型面零件的高速高精度加工需要,深入研究了NURBS曲线直接插补方法。提出一种新的加减速控制方法,在提高轮廓精度的同时极大地减小了切削加工对机床造成的冲击;结合轮廓误差限、最大向心加速度的约束,自适应地控制进给速度的变化。对NURBS曲线插补算法进行了研究,并用C++Builder5编程实现。插补实例表明该算法能保证高速、高精度。 展开更多
关键词 nurbs曲线插补 CNC 加减速控制 高速高精度加工
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基于牛顿迭代法的NURBS曲线插补算法 被引量：17
8
作者 王允森 盖荣丽 +2 位作者 孙一兰 杨东升 徐明子 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第4期13-17,共5页
通过分析数控机床加工中样条曲线插补原理,提出了一种基于牛顿迭代法的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法。该算法首先进行速度控制,保证了加工精度,然后利用牛顿迭代法来计算插补参数,避免了传统方法的大量求导运算。通过将二阶泰勒... 通过分析数控机床加工中样条曲线插补原理,提出了一种基于牛顿迭代法的非均匀有理B样条(NURBS)曲线插补算法。该算法首先进行速度控制,保证了加工精度,然后利用牛顿迭代法来计算插补参数,避免了传统方法的大量求导运算。通过将二阶泰勒展开式化成简单的线性递推方程来预测插补参数的迭代初值,进一步减小了运算开销。仿真对比实验表明,该算法稳定性好,运算精度高,能够满足实时插补的要求,且能够将实时插补产生的速度波动限制到理想的水平。 展开更多
关键词 数控插补 nurbs曲线 速度控制 牛顿迭代法 线性递推方程
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一种完善的自适应NURBS曲线插补算法 被引量：16
9
作者 李建刚 张婷华 +1 位作者 李泽湘 刘冠峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1095-1098,1102,共5页
在考虑速度、加速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个完善的自适应NURBS插补器。该插补器不仅能够根据曲线的形状,自适应地调整速度,而且通过加减速处理模块和速度再修正模块,使速度在变速过程中始终以恒定的加速度进行升降,从... 在考虑速度、加速度稳定性和加工误差精度的基础上,设计了一个完善的自适应NURBS插补器。该插补器不仅能够根据曲线的形状,自适应地调整速度,而且通过加减速处理模块和速度再修正模块,使速度在变速过程中始终以恒定的加速度进行升降,从而不仅能够满足机床的加减速能力的要求,而且使得机床运行更加平稳,提高了加工精度。计算实例验证了所设计的离线自适应NURBS插补器的可行性。 展开更多
关键词 nurbs曲线插补器 CNC 自适应速度控制 加减速控制
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NURBS曲线机床动力学特性自适应直接插补 被引量：13
10
作者 彭芳瑜 何莹 +1 位作者 罗忠诚 李斌 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期80-83,共4页
提出了一种具有机床动力学自适应能力与曲线前瞻控制能力的NURBS曲线插补算法.算法通过分析加工曲线的几何特征与机床的动态特性,获取曲线插补的前瞻控制信息;并用于指导实时插补.整个插补分两个阶段,首先通过曲线性态与机床特性,运用... 提出了一种具有机床动力学自适应能力与曲线前瞻控制能力的NURBS曲线插补算法.算法通过分析加工曲线的几何特征与机床的动态特性,获取曲线插补的前瞻控制信息;并用于指导实时插补.整个插补分两个阶段,首先通过曲线性态与机床特性,运用遗传算法,获取曲线中特殊点的信息,作为曲线插补的前瞻控制信息;然后依据此信息,在实时插补中对插补速度进行校验调整,实现高速曲线插补.该算法较目前同类算法有三个优点:具有机床适应性,能在不同的机床上均可加工出高质量的工件;加工轮廓精度高,进给速度可随曲线曲率自适应调整,保证了插补的轮廓精度;速度波动小,既保证了加工件的表面质量,又避免对机床造成过量冲击. 展开更多
关键词 nurbs曲线 机床动力学特性 曲率 插补
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基于权因子的NURBS曲线形状调整 被引量：22
11
作者 张国华 杨兴强 张彩明 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期1396-1400,共5页
利用NURBS曲线的齐次坐标表示 ,直观地证明了单个权因子变化时 ,曲线上的点朝向或背离控制点的方向运动 然后推导出两个权因子的变化对曲线形状的影响规律 ,即曲线上点的位置变化可表示成两种运动的组合 :一个是朝向或背离第一个控制... 利用NURBS曲线的齐次坐标表示 ,直观地证明了单个权因子变化时 ,曲线上的点朝向或背离控制点的方向运动 然后推导出两个权因子的变化对曲线形状的影响规律 ,即曲线上点的位置变化可表示成两种运动的组合 :一个是朝向或背离第一个控制点 ,另一个则朝向或背离第二个控制点 在此基础上 ,进一步讨论了同时修改三个权因子以实现单点位置和切向约束的问题 展开更多
关键词 nurbs曲线 权因子 齐次坐标 单点位置约束 形状调整
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基于NURBS曲线的加减速控制方法研究 被引量：24
12
作者 赵巍 王太勇 万淑敏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-3,共3页
针对目前参数曲线加减速控制的不足,研究了基于NURBS曲线的插补前抛物线-直线-抛物线的S形加减速自适应控制方法,将高速加工中容易超限的弓高误差、机床所承受的加速度等参数均考虑在内,而且合理地解决了插补前加减速控制中的减速点预... 针对目前参数曲线加减速控制的不足,研究了基于NURBS曲线的插补前抛物线-直线-抛物线的S形加减速自适应控制方法,将高速加工中容易超限的弓高误差、机床所承受的加速度等参数均考虑在内,而且合理地解决了插补前加减速控制中的减速点预测困难的问题。采取优化、简化等快捷算法,实现了实时自适应的NURBS等参数曲线插补的加减速控制,并用实例进行了验证。 展开更多
关键词 nurbs曲线插补 实时自适应控制 弓高误差 有限加速度
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NURBS曲线高速插补中的前瞻控制 被引量：21
13
作者 彭芳瑜 何莹 李斌 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期625-629,共5页
利用二次遗传算法对NURBS曲线进行预处理,找到曲线上的曲率极大值点集———刀具进给方向突变点集;建立机床动力学性能和曲线几何性能的混合约束条件,生成曲线插补的前瞻控制信息,包括进给方向突变点的安全进给速度与加速度,以及极大值... 利用二次遗传算法对NURBS曲线进行预处理,找到曲线上的曲率极大值点集———刀具进给方向突变点集;建立机床动力学性能和曲线几何性能的混合约束条件,生成曲线插补的前瞻控制信息,包括进给方向突变点的安全进给速度与加速度,以及极大值降速点.在NURBS曲线的插补中,利用前瞻控制信息实时优化进给速度,以提高插补的精度、效率以及稳定性. 展开更多
关键词 nurbs曲线 前瞻控制 遗传算法 机床动力学
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基于NURBS曲线的凸轮廓线表达方法的研究及应用 被引量：9
14
作者 王英 陈建能 +2 位作者 赵雄 张国凤 俞倍倍 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1375-1380,共6页
为了使不同的凸轮廓线具有统一的表达形式,并保证凸轮廓线的光顺性,采用NURBS曲线来逼近凸轮廓线,并结合最小二乘法构建了NURBS曲线的目标函数,建立了基于NURBS曲线的凸轮廓线表达模型。将该模型用于步行式插秧机共轭凸轮推秧装置中共... 为了使不同的凸轮廓线具有统一的表达形式,并保证凸轮廓线的光顺性,采用NURBS曲线来逼近凸轮廓线,并结合最小二乘法构建了NURBS曲线的目标函数,建立了基于NURBS曲线的凸轮廓线表达模型。将该模型用于步行式插秧机共轭凸轮推秧装置中共轭凸轮廓线的表达,拟合得到的凸轮廓线曲率变化均匀。与传统的拟合方法对比发现,用NURBS曲线拟合后得到的凸轮廓线曲率变化均匀、误差小,需要的型值点少,从而表明采用NURBS曲线表达凸轮廓线具有明显的优势。 展开更多
关键词 nurbs曲线 凸轮廓线 最小二乘法 逼近
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基于NURBS曲线的离心透平叶型设计 被引量：16
15
作者 谭鑫 郭慧婧 +1 位作者 李会 黄典贵 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期47-53,共7页
针对离心透平的环列叶栅叶型,采用四段三次NURBS曲线(非均匀有理B样条曲线),分别对前缘圆弧、尾缘圆弧、叶背、叶盆进行参数化表达,环列叶栅叶型的设计自由度为14个,可灵活进行局部调整。采用高精度流场模拟方法,基于优选法,获得气动性... 针对离心透平的环列叶栅叶型,采用四段三次NURBS曲线(非均匀有理B样条曲线),分别对前缘圆弧、尾缘圆弧、叶背、叶盆进行参数化表达,环列叶栅叶型的设计自由度为14个,可灵活进行局部调整。采用高精度流场模拟方法,基于优选法,获得气动性能较高的设计参数。结果表明上述方法简单易行,优选出的离心透平级设计工况及变工况气动性能都得到了显著提升,与已有文献相比,单排静叶总压损失系数降低18.85%,整级轮周效率提高4.08%,动叶叶片数也减少17个。 展开更多
关键词 离心透平 叶型设计 nurbs曲线 正交优选 数值模拟
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基于NURBS曲线的伺服压力机冲压过程建模与加工工艺轨迹规划 被引量：18
16
作者 陈岳云 郭为忠 高峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期138-142,共5页
用NURBS曲线实现伺服压力机在冲压作业任务中的特征建模,对冲压工艺特性曲线进行轨迹规划,使冲头沿着理想加工的曲线工作.结果表明:NURBS曲线具有局部可调性,可以保证在冲压曲线通过加工工艺控制点的同时,通过调节权因子和节点矢量,使... 用NURBS曲线实现伺服压力机在冲压作业任务中的特征建模,对冲压工艺特性曲线进行轨迹规划,使冲头沿着理想加工的曲线工作.结果表明:NURBS曲线具有局部可调性,可以保证在冲压曲线通过加工工艺控制点的同时,通过调节权因子和节点矢量,使冲压能够缓慢平滑合模和瞬间低速脱模;NURBS曲线的多阶可导性和光顺性使得冲头的位移、速度和加速度曲线连续,从而降低冲压加工过程中的振动和噪声. 展开更多
关键词 伺服压力机 nurbs曲线 特征建模 冲压过程
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NURBS曲线泰勒展开插补法的平稳性与改进研究 被引量：11
17
作者 罗福源 游有鹏 尹涓 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期383-388,434,共7页
泰勒1阶或2阶级数展开是NURBS曲线迭代插补的常用方法,这种方法会导致弦长误差,从而导致速度波动与运动冲击。为此,分析了泰勒展开插补法的3种误差来源,提出了在1阶泰勒展开法基础上通过界定搜索邻域并采用二分插值搜索方法来精确求取... 泰勒1阶或2阶级数展开是NURBS曲线迭代插补的常用方法,这种方法会导致弦长误差,从而导致速度波动与运动冲击。为此,分析了泰勒展开插补法的3种误差来源,提出了在1阶泰勒展开法基础上通过界定搜索邻域并采用二分插值搜索方法来精确求取插补点参数的改进方法。该方法充分利用了泰勒展开法的初始精度和NURBS曲线的局部线性特征。试验表明,平均位移相对误差降低至6.46×10-11,且每个插补周期的搜索不多于3次,从而有效抑制了速度波动,实现了高速平稳加工。 展开更多
关键词 nurbs曲线 插补 泰勒展开 运动平稳性
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基于NURBS曲线的STL模型截面轮廓平滑处理技术研究 被引量：10
18
作者 赵吉宾 刘伟军 王越超 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2005年第3期496-499,共4页
由于STL文件格式的容易生成且不需要复杂的CAD系统支持,已经发展成为快速成型制造领域数据交换的准标准;但是STL模型的精度与其数据文件的尺寸之间存在严重的矛盾.为了在较小的STL文件下得到较高的轮廓精度,本文提出了一种基于三次NURB... 由于STL文件格式的容易生成且不需要复杂的CAD系统支持,已经发展成为快速成型制造领域数据交换的准标准;但是STL模型的精度与其数据文件的尺寸之间存在严重的矛盾.为了在较小的STL文件下得到较高的轮廓精度,本文提出了一种基于三次NURBS曲线STL模型截面轮廓的重构技术,通过设置直线阈值和转角阈值的方法,分段拟合STL截面轮廓数据,使其截面轮廓具有更好的平滑度和更高的精度. 展开更多
关键词 快速成型 STL模型 nurbs曲线 CAD
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基于滤波技术的NURBS曲线插补算法研究 被引量：6
19
作者 张晓辉 于东 +1 位作者 胡毅 孙维堂 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第14期1695-1699,共5页
在考虑加工精度、机床加减速能力和加速度变化连续性的基础上,设计了一种基于滤波技术的NURBS曲线插补算法。该插补算法不仅能够根据曲线形状自适应地调整加工速度,而且通过引入滤波技术实现了整个插补过程中的加速度连续,从而减小了机... 在考虑加工精度、机床加减速能力和加速度变化连续性的基础上,设计了一种基于滤波技术的NURBS曲线插补算法。该插补算法不仅能够根据曲线形状自适应地调整加工速度,而且通过引入滤波技术实现了整个插补过程中的加速度连续,从而减小了机床振动,提高了加工精度和加工效率。最后对所设计的插补算法进行了实例验证,验证结果表明该插补算法可以实现NURBS曲线的高速、高精和高效加工。 展开更多
关键词 nurbs曲线 插补算法 滤波技术 数控系统
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数控加工中NURBS曲线的小线段离散方法 被引量：5
20
作者 李建刚 孙喜庆 +1 位作者 王琳 郑德鹏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期53-57,共5页
针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题,提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真,验证这两种算法的优缺点;结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系,提出对NURBS曲线进行区域分割,实现离... 针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题,提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真,验证这两种算法的优缺点;结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系,提出对NURBS曲线进行区域分割,实现离散后的小线段轨迹局部等弦长、等弦差,轨迹相对光顺.利用平面光栅进行实验验证,实验结果表明:利用该算法,离散后的小线段轨迹可以很好地逼近原NURBS曲线,并且保证轨迹相对光顺. 展开更多
关键词 nurbs曲线 离散算法 连续小线段轨迹 等弦长 等弦差
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