[发明专利]一种考虑加工特性的NURBS直接插补方法及装置

摘要

本发明提供了一种考虑加工特性的NURBS直接插补方法及装置，采用考虑机床运动学和动力学特性，以及刀具路径工况，建立多约束条件方程，完成预插补处理，得到进给速度序列；离线速度规划模块寻找并确定切向加速度超差区域，并采用S型加/减速模式对超差区域的速度进行重新调整；利用调整好的速度序列对每个插补周期进行实时插补，插补装置利用动态链接库技术，将插补点的位置信息经过伺服控制器，驱动伺服电机，完成实时在线插补。本发明能使插补同时满足包括单轴加速度限制、Jerk限制、曲率特性等在内的多约束条件，改善小曲率情形时加工效率，进一步增强对加工质量和加工效率的协调控制能力，可有效的避免机床颤振或系统振动。

主权项

一种考虑加工特性的NURBS直接插补方法及装置，其特征在于：根据机床运动学和动力学特性，以及刀具路径的工况，建立一种能同时满足最大弓高误差、弓高误差冗余、机床加/减速能力、单轴加速度限制、曲率特性、加加速度（Jerk）限制、实时性等多约束条件的插补算法，并基于开放式数控系统结构实现NURBS直接插补功能；该方法及装置包括以下几个模块：预插补处理模块：根据考虑加工特性要求，建立能同时满足多约束进给速度的规划方程，读取刀具路径曲线的数据（控制顶点、节点矢量、权因子等），完成一次预插补处理，得到插补点进给速度序列；离线速度规划模块：寻找并确定进给速度序列中切向加速度超差区域，并采用 S 型加/减速模式对超差区域的进给速度进行重新调整，消除减速过程中切向加速度超差的插补点，得到能满足每个约束条件的进给速度序列；实时插补装置模块：利用调整好的进给速度序列对每个插补周期逐一进行实时插补，插补点的位置信息送入本发明中NURBS直接插补装置进行实验加工。