文档介绍：分类号学号 M200970245
学校代码 10487 密级

硕士学位论文

数控加工刀位轨迹优化处理

学位申请人: 汤明
学科专业: 机械电子工程
指导教师: 周会成副教授
周向东讲师
答辩日期:2012 年 1 月 8 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering

Optimization of Cutter Path in NC Machining

Candidate : Tang Ming
Major : Mechatronic Engineering
Supervisor : Associate Prof. Zhou Huicheng
Dr. Zhou XiangDong

Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
Jan, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研
究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或
集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在
文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名:
日期: 年月日
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索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密□。

(请在以上方框内打“√”)

学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
数控系统用短直线段轨迹进行运动控制时,存在加工速度连续性低和表面
质量差的问题。本文提出能提高加工速度、降低速度波动的轨迹优化技术,最终
达到提高加工效率和表面质量的目的。
轨迹优化技术用长度更长、连续性更好的 NURBS 曲线来逼近短直线段,以
增加轨迹长度、提高轨迹连续性。逼近过程采用先分段再拟合的处理步骤,实现
直线段轨迹到 NURBS 曲线轨迹的转换。
分段过程以原始短直线段轨迹的不连续性特征为依据,将轨迹分割为独立
区段,以降低拟合曲线计算的复杂程度。在分析常见轨迹特征的基础上研究了轨
迹中的瑕疵点,斜率、曲率、长度急剧变化等不连续特征,得到轨迹不连续性特
征判据的计算公式。
拟合过程在已分割的区段内对型值点抽样,抽样点用作 NURBS 曲线插值点
以进一步减少反算控制点计算量,从而提高拟合曲线计算的实时性。选用由拟合
误差控制迭代抽样的方式,逐次提高插值曲线的逼近精度。研究了不同抽样方法
对拟合效果的影响规律,设计了分段区间内样条型值点的抽样方法。
最后以典型模具零件为应用案例,进行了刀位轨迹转换和实际加工测试实
验,实验结果表明本文的轨迹优化方法达到了提高加工效率和表面质量的目的。

关键词:数控加工轨迹优化技术 NURBS 样条抽样点
I
华中科技大学硕士学位论文

Abstract
Controlling tool motion C system using path in short lines form will result
in incontinuous machining speed and low surface quality. An optimization process of
cutter path which can increase machining speed and reduce speed fluctuations is
proposed in the thesis in order to improve the efficiency of machining and the surface
quality.
The optimization proc