面向高质量加工的圆弧平滑压缩插补算法

来源：计算机集成制造系统杂志2017年第12期北京时间：

作者：吴文江,李浩,韩文业,郭安

单位：1.中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心2.中国科学院大学3.沈阳高精数控智能技术股份有限公司

摘要：为实现离散小线段形式下圆弧的高速高精加工,在分析现有样条插补方法不足的基础上,提出一种圆弧平滑压缩插补算法。该算法根据双弓高误差限制,从由离散小线段构成的加工路径中识别出非连续微小线段加工区域和连续微小线段加工区域。对于非连续微小线段加工区域,直接在离散小线段上进行插补计算,以保证加工精度。对于连续微小线段加工区域,根据离散指令点的曲率值对曲率极值点和拐点进行拟合,将折线加工路径转化为平滑的二次有理Bézier曲线加工路径;然后,利用二次有理Bézier曲线特征识别出圆弧并转换为几何形式;最后,将相邻圆弧段合并后进行插补计算。实验结果表明,在离散小线段形式下,该算法可以有效降低速度的频繁波动,实现圆弧的高质量加工。

关键词：加工,平滑压缩,圆弧,二次有理Bézier,样条插补

基金资助：国家科技重大专项资助项目(2014ZX04001051)。