插补算法

摘要： 针对传统的基于连续微小线段的插补方法在复杂零件型面加工中具有插补误差大和速度波动大等不足,对NURBS曲线的插补原理、插补参数计算、速度波动等方面进行了研究,结合加工弓高误差、法向加速度、法向加加速度等约束条件进行了速度规划,提出了一种基于Adams-Bashforth-Moulton(ABM)预估校正法的NURBS曲线插补算法,阐述了基于Adams-Bashforth-Moulton法的参数预估原理,对基于速度波动控制的Newton-Rapson迭代插补参数校正原理进行说明。最后在Matlab平台上仿真验证了该算法在插补速度波动控制方面的优越性。

摘要： 针对计算开环控制的胎面缠绕生产系统中配置的胎面缠绕系统算法性能差的问题,本文提出了一种基于NURBS曲线的胎面缠绕仿真算法并进行了实例验证.目前轮胎胎面缠绕开环控制系统配置的胎面缠绕仿真软件多使用直线与圆弧对缠绕过程中的曲线进行仿形,软件内置算法存在缠绕出的胎面与理想胎面偏差较大且缠绕效率低的问题,故本文改用NURBS曲线对缠绕过程中的曲线仿形,提出了一种基于NURBS曲线的轮胎胎面缠绕仿真算法.实例验证结果表明,所设计的胎面缠绕仿真算法缠绕的胎面形状符合国家标准和企业要求,具有一致性好,生产效率高等优点.

摘要： 针对数控系统加工过程中的刀具抖动和机床震荡等问题,提出多约束条件的NURBS曲线自适应前瞻插补算法。在预处理阶段,根据曲率变化对NURBS曲线进行分段,速度规划采用改进正弦三角函数加减速算法,获取连续和平滑的加加速度曲线;综合NURBS曲线弓高误差、最大法向加速度和加加速度以及机床动力学等多约束条件对进给速度进行自适应调节。在实时插补中,采用二阶泰勒展开式计算插补参数,实时计算进给速度。仿真结果表明,多约束条件能全面且自适应地处理曲率极值点等特殊位置的进给速度,曲线插补输出的弓高误差小于设定的最大值,满足高速高精的加工要求。

摘要： 针对高维特征缺失数据在聚类过程中面临的因数据高维引发的维度灾难问题和数据特征缺失导致的样本间有效距离计算失效问题,提出一种面向高维特征缺失数据的K最近邻(KNN)插补子空间聚类算法KISC。首先,利用高维特征缺失数据的子空间下的近邻关系对原始空间下的特征缺失数据进行KNN插补;然后,利用多次迭代矩阵分解和KNN插补获得数据最终可靠的子空间结构,并在该子空间结构进行聚类分析。在6个图像数据集原始空间的聚类结果表明,相较于经过插补后直接进行聚类的对比算法,KISC算法聚类效果更好,说明子空间结构能够更加容易且有效地识别数据的潜在聚类结构;在6个高维数据集子空间下的聚类结果显示,KISC算法在各个数据集的聚类性能均优于对比算法,且在大多数据集上取得了最优的聚类精确度(ACC)和标准互信息(NMI)。KISC算法能够更加有效地处理高维特征缺失数据,提高算法的聚类性能。

摘要： 为解决在风资源评估阶段,数据插补应用条件及插补结果偏差难以量化、插补算法难以选择等相关问题,通过大量数据模拟实际缺失情况,采用插补方法将数据补全,利用均方误差(MSE)、威布尔分布k值、平均风速、风功率密度、风电机组发电量5个评价指标构建指标体系,与真实数据进行了对比及偏差分析,在此基础上得出了数据插补应用的相关系数水平,并推荐了最优的测风月份及最优的测风数据插补算法.

摘要： 以车铣复合机床主要结构形式展开论述,对企业中广泛使用的三轴车削中心加工技术进行研究,给出机床端面圆弧、直线插补算法,提出运用特殊刀具进行外圆键槽和平面加工,实例说明人机对话编程的应用方法,通过凸轮螺旋槽编程说明人机对话编程较G代码编程的优越性,对车铣复合机床在企业的应用起到指导作用.

摘要： 应用UG等CAM软件实现工业机器人的自动编程是一个重要的研究应用方向,然而运动插补算法特别是圆弧插补算法的差异是限制其从数控机床拓展应用到工业机器人加工的一大难点.通过分析空间圆弧插补算法原理,考虑数控机床与工业机器人圆弧运动指令的差异性,基于齐次变换矩阵的方法研究了应用于工业机器人的空间圆弧三点法运动插补的取值算法,并对算法的准确性进行了约束优化.同时从实际应用的角度出发,基于U G后置处理进行了算法编程和应用于ABB工业机器人的后置处理程序开发,最后通过MATLAB进行运动仿真验证及指令代码格式分析,其结果证明了该算法及后置处理程序开发的有效性.

摘要： 针对在普通机床上加工变螺距螺杆时存在的实际问题,通过对轮廓弓高误差和进给加速度的控制,实现了变螺距螺旋线的直接插补控制,求解出了其插补轨迹,同时为了避免机床在加工起始和终止时产生冲击和振荡,提出了一种多项式曲线加减速控制算法和终点控制方法,并通过实例验证了算法的可行性和正确性.该算法适用于所有的空间参数曲线,为变螺距螺杆的实际加工提供了理论指导.

摘要： 为了简化五轴CNC数控系统中的刀具定向运动的编程工作，提出一种基于四元数球面Bezier样条插补算法。该算法根据建立的刀具运动的空间数学模型，实时插补计算出刀具路径点和刀具定向矢量。实验结果表明，该算法不仅保证了刀具平移运动和旋转运动的同步协调性，而且有效的提高了加工精度，满足了五轴高速高精的加工要求。

摘要： 该系统是一款新型数字控制平台,满足了目前电加工、激光加工等特种加工工艺的需求。系统采用ATmega128作为控制器核心,采用比较积分插补算法和步进电机加减速算法。系统控制器接受上位机指令触发脉冲信号以驱动步进电机转动；同时,光栅尺采集实际位移信号进行反馈,与理论值进行比较校正,使数控平台最大限度接近理论位置。实际位移都以坐标形式适时的在液晶屏上进行显示。系统采用了电磁兼容性措施和其他可靠性措保证了系统安全、可靠的运行。系统能够沿直线和特定曲线等轨迹进行运动,具有一定的实用价值。

摘要： 超声磁流变复合抛光技术是针对具有小曲率半径的凹曲面或自由曲面光学元件的超精密抛光加工提出的新方法。设计开发了具有五轴四联动的超声磁流变复合抛光装置，针对该装置，结合超声磁流变复合抛光技术的特点，对回转对称非球面的数控插补算法进行了研究，阐述了该算法的实现过程，并给出了仿真结果。利用该插补算法在该装置上对光学玻璃K9进行了抛光加工实验，得实验结果表明这种抛光方法是一种高效的超光滑表明加工方法，可以稳定地获得表明粗糙度小于1nm的K9玻璃表面。

摘要： 本文以离散的方法建立了一种全新的、适用于连续小线段高速加工的插补算法。该算法以级数求和的方法推导了S型加减速控制模型，并以小线段夹角为参变量控制拐点通过速度建立了小线段速度衔接模型，在此基础上，算法将插补过程分解为捅补预处理及插补点计算两个步骤，预处理中对小线段进行速度规划并设计了线段M速度的递推处理方法，插补点仅需根据当酊速度及线段方向向量即可求出，目前，该算法已应用十一种新开发的数控系统中。

摘要： 本文针对3一TPS混联机床的特点，提出了该机床数控系统的插补算法。首先采用在操作空间粗插补，关节空间精插补的方案;其中在关节空间的精插补时采用5次多项式插值，该方法有效提高机床的插补精度。然后分析了粗插补和精插补过程中误差产生的原因。

摘要： 针对由离散刀位点数据生成的五轴加工等距双NURBS刀具路径中两条NURBS曲线参数不同步的问题,建立一种等距双NURBS曲线参数同步模型,解决等距双NURBS刀具路径插补过程中两条NURBS曲线参数不同步问题.首先将三轴NURBS曲线插补算法应用于五轴加工等距双NURBS刀具路径中的刀具中心点NURBS曲线,然后根据参数同步模型将插补算法同步到刀轴点NURBS曲线中.MATLAB仿真表明所提模型可将三轴NURBS曲线插补算法推广到五轴加工等距双NURBS刀具路径的插补中,还可根据需要设计满足不同精度要求的等距双NURBS曲线.

摘要： 设计开发了一款基于DSP28335和ARM(STM32F107)的多自由度运动控制器以及相应的运动控制、通信协议等软件系统.该款运动控制器目前应用对象为六轴联动电火花数控机床,在下位机平台上做了G代码解析,完成了下位机和上位机的数据传输,通过插补算法,在自主开发的软件平台上能够实时的监测机床的加工轨迹.实验结果表明,该运动控制器运行状态良好,能够达到较高的运动速度和精度,有很好的使用价值.该款运动控制器还将用于定位与跟踪转台的高精度控制,控制精度为角秒级.

摘要： 混凝土泵车臂架系统是一组具有多冗余度的机构，利用人工进行操作时很难实现自动连续浇注。本文利用机器人技术、虚拟障碍技术、插补算法等规划混凝土泵车自动浇注时各臂架的运动轨迹，利用电液比例控制系统进行了智能化控制。首先在三维平台下对混凝土泵车自动浇注过程进行运动学和动力学仿真，其次，对各臂架电液控制系统进行建模分析及优化设计。动力系统的联合仿真结果表明，泵车的浇注口能够很好地沿着根据虚拟浇注环境自动规划的浇注轨迹进行浇注。

摘要： 插补计算是数控系统中最重要的运算工作,如何正确的选用插补算法,以保证插补精度是开发数控系统的关键。本文主要介绍了PVT插补算法的实现,并在X-Y二坐标平台上具体分析比较了PVT插补的误差。实验表明，PVT插补比直线插补具有更好的控制精度。

摘要： 介绍了微特电机在脊柱微创手术机器人、串并联机器人等医疗领域机器人方面的应用,概述了微特电机在各种医疗技术中所取得的良好性能.

摘要： 一种基于插补精度和机床各驱动轴的最大加速度控制的变插补周期曲线插补方法，有两个操作步骤：（1）基于设定插补精度，用大量近似于插补步长的微小直线段逼近待插补曲线，使各微小直线段与该待插补曲线之间的逼近误差满足插补精度要求。（2）根据编程速度、机床各驱动轴最大加速度、数控系统插补周期范围的限制，确定每个微小直线段的插补周期和插补周期个数。本发明优点是：降低数据传输量、保证插补精度和提高加工效率，有效降低了曲线插补的计算复杂度，降低因突然加减速引起机床振动造成的加工误差。还可根据设定插补精度和机床的动力性能进行插补，特别适用于精密加工。无需回溯处理，计算速度快，性能稳定、可靠，满足实时加工要求。

摘要： 一种基于插补精度和机床各驱动轴的最大加速度控制的变插补周期曲线插补方法，有两个操作步骤：（1）基于设定插补精度，用大量近似于插补步长的微小直线段逼近待插补曲线，使各微小直线段与该待插补曲线之间的逼近误差满足插补精度要求。（2）根据编程速度、机床各驱动轴最大加速度、数控系统插补周期范围的限制，确定每个微小直线段的插补周期和插补周期个数。本发明优点是：降低数据传输量、保证插补精度和提高加工效率，有效降低了曲线插补的计算复杂度，降低因突然加减速引起机床振动造成的加工误差。还可根据设定插补精度和机床的动力性能进行插补，特别适用于精密加工。无需回溯处理，计算速度快，性能稳定、可靠，满足实时加工要求。

摘要： 本发明公开了一种用能异常检测中基于聚类和近邻算法(KNN)的针对单个用户历史电力负荷数据缺失值插补的方法。该方法考虑到了单个用户在相同用电模式下日负荷数据具有相似性的特点，对无缺失值的日负荷数据进行聚类分析，根据聚类结果将日负荷数据分为不同用电模式并打上类别标签，使用这些打上类别标签的数据通过KNN算法对有缺失值的日负荷数据进行插补，插补效果好，对提取负荷特征以及用能异常检测具有重大意义。

摘要： 本发明公开了一种基于FPGA的高速高精插补系统以及直线插补算法，属于工业控制领域；所述系统包括数据输入模块，以及与之相连的时钟计时模块和数据处理模块，时钟计时模块同时连接数据处理模块。所述直线插补算法首先数据输入模块计算各个坐标轴的起终点需要移动的位移量和方向，然后数据处理模块计算总插补次数及每个周期的插补速度。时钟计时模块在每个插补周期计算一次插补速度，并输出速度和方向脉冲。每产生一个脉冲信号，计时器内部的计数器自加一，直至达到插补次数结束插补计算。本发明系统采用并行结构，便于调试和修改，自主进行插补运算并输出，计算速度快；算法使用余数补偿的方法，整个插补过程达到无误差。

摘要： 本发明涉及程序控制机床技术领域，具体地说是一种基于球坐标的CNC系统插补算法，其特征在于包括测量点规划、走刀路径规划和曲面直接插补算法，规划待加工工件的测量点，通过测厚仪测量工件各位置壁厚参数的测量值，将测量的测量值输入计算机中进行厚度曲面建模，针对壁厚曲面模型，通过划线笔规划走刀路径的加工轨迹，根据加工轨迹，采用消元法和曲面直接插补算法对壁厚模型进行采样、计算，在计算机中形成基于球坐标的薄壁工件壁厚模型，生成球坐标数控加工程序，并将加工程序指令输入CNC系统，通过CNC系统控制伺服系统对工件进行数控加工，具有结构新颖、算法简单、弓高误差小、加工精度高、工作效率高、生产成本低、工件重量轻等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于FPGA的高速高精插补系统以及直线插补算法，属于工业控制领域；所述系统包括数据输入模块，以及与之相连的时钟计时模块和数据处理模块，时钟计时模块同时连接数据处理模块。所述直线插补算法首先数据输入模块计算各个坐标轴的起终点需要移动的位移量和方向，然后数据处理模块计算总插补次数及每个周期的插补速度。时钟计时模块在每个插补周期计算一次插补速度，并输出速度和方向脉冲。每产生一个脉冲信号，计时器内部的计数器自加一，直至达到插补次数结束插补计算。本发明系统采用并行结构，便于调试和修改，自主进行插补运算并输出，计算速度快；算法使用余数补偿的方法，整个插补过程达到无误差。

摘要： 本发明涉及一种基于S曲线加减速算法的NURBS曲线双向自适应插补算法，属于运动控制领域，方法包括(1)利用NC解释器获取NURBS曲线数据和运动参数；(2)扫描获得NURBS曲线的关键特征，包括NURBS曲线的断点，根据断点将NURBS曲线划分为块，计算每个块的NURBS曲线的弧长和曲率；根据每个块的曲率将块划分为段；(3)利用步骤(2)中得到的每个段的曲线数据和运动参数，获取该段内各周期的进给长度，进而找到新的插值点。本方法考虑了曲率极值点及其附近区域的曲率对速度的约束，保证规划速度在约束范围之内，提高了速度规划和插补的精度；能够实现两个方向插补精确相遇，保证速整个插补过程的速度平滑性。

摘要： 本发明涉及程序控制机床技术领域，具体地说是一种基于球坐标的CNC系统插补算法，其特征在于包括测量点规划、走刀路径规划和曲面直接插补算法，规划待加工工件的测量点，通过测厚仪测量工件各位置壁厚参数的测量值，将测量的测量值输入计算机中进行厚度曲面建模，针对壁厚曲面模型，通过划线笔规划走刀路径的加工轨迹，根据加工轨迹，采用消元法和曲面直接插补算法对壁厚模型进行采样、计算，在计算机中形成基于球坐标的薄壁工件壁厚模型，生成球坐标数控加工程序，并将加工程序指令输入CNC系统，通过CNC系统控制伺服系统对工件进行数控加工，具有结构新颖、算法简单、弓高误差小、加工精度高、工作效率高、生产成本低、工件重量轻等优点。

摘要： 一种圆弧柔性插补算法及其雕刻机上的应用，属于雕刻机床控制技术领域。对于加工路径连接加加速度的计算，本发明考虑两个问题：一个是机床本身决定的伺服能力；另一个是相邻两段圆弧路径之间的夹角。相对于连接加加速度不发生改变的圆弧型插补算法，我们的连接加加速度是按照夹角计算，尤其在夹角较大时，设置较大的连接加加速度，可以很大程度上避免柔性冲击。一方面因为连接点处的加加速度不必固定，因此减少了柔性冲击；另一方面因为连接点处的加加速度不必固定，减少了机床的震荡，因此刀具削出的路径就比较均匀，因此提高了加工品质。

摘要： 本发明涉及点胶设备技术领域，尤其涉及一种点胶线性运动中变速路径插补算法。本发明具体包括变速路径下的直线插补与圆弧插补；其中所述的插补算法在确定点胶机的起始点坐标(x1,y1)与终止点坐标(x2,y2)后，通过计算起始点坐标与终止点坐标的斜率h的大小，判断点胶机下一点的参数补偿值d，用以在同一时刻脉冲当量一定时，在点胶机移动过程中减小点胶路径偏差。本发明通过插补算法实现路径的插补运动，所述的插补算法分别作用于X轴与Y轴下的脉冲当量控制下，能够同时进行点胶机的多轴联动控制，从而实现X轴与Y轴以不同的速度同时达到指定位置点的目的，同时更好地缩小了点胶运动路径与预设路径的偏差数据，保证了点胶运动的稳定性。