NURBS曲面S形进给速度规划：方法与精度验证

"NURBS曲面S形进给速度调度方法及其准确性验证" 本文主要探讨了一种针对非均匀有理B样条(NURBS)曲面的S形进给速度规划方法，旨在优化数控机床在高精度高速加工过程中的性能。文章由杜旭、黄杰和朱利民在2015年的《计算设计与工程学报》上发表，并通过实验进行了验证。 1. S形进给速度规划方法 针对NURBS刀具轨迹，文章提出了完整的S形进给速度调度方法(CSFA)。这种方法考虑了加加速度、加速度和指令进给率的约束，以减少进给运动中的不连续性，从而提高加工精度。首先，通过寻找曲率半径的极值点将NURBS曲线分割成多个子曲线或块。接着，采用双向扫描策略来限制弦向误差、法向和切向的加速度及加加速度，确保在NURBS块之间的进给速度连续。 2. 分类与效率提升 为了提高调度效率，NURBS块被分为短块、中块和长块三类。每个块的进给速度轮廓根据其起始和终止进给速度、弧长以及切向加速度和加加速度的限制进行生成。这样的分类有助于优化不同块间的速度过渡。 3. 补偿策略 为确保进给速度的连续性和弧长增量的精确性，文中提出了两种补偿策略。这些策略有助于减少速度突变，提高整个加工过程的稳定性。 4. 位置命令生成 确定进给速度曲线后，应用二阶泰勒展开插值法生成位置命令，这是将速度曲线转化为实际机床运动的关键步骤。 5. 实验验证 通过两条自由NURBS曲线的实验，验证了所提方法的适用性和准确性。实验结果表明，该方法能有效减少加工过程中的振动，提高高速高精度加工的质量。 关键词：进给速度调度、加减速、双向扫描、NURBS 这项研究为复杂曲面的高速高精度加工提供了新的进给速度调度策略，对于提升数控机床的加工性能和减少由于速度不连续引起的精度损失具有重要的理论与实践意义。