[发明专利]一种样条曲线的插补控制方法及加工设备

说明书

本发明涉及样条曲线技术领域，具体涉及一种样条曲线的插补控制方法及加工设备。样条曲线的插补控制方法包括步骤：获取误差值小于误差限制值的复化Simpson公式S_n；利用复化Simpson公式S_n获取样条曲线的曲线弧长；获取样条曲线曲率极大值；根据曲率极大值获取限制速度；进行基于样条曲线的插补步骤。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过采用复化Simpson公式对样条曲线进行求解，获取符合误差范围曲线弧长，提高近似求解的精确度，对曲线进行完整的、合理的速度规划提供了先决条件。

技术领域

本发明涉及样条曲线技术领域，具体涉及一种样条曲线的插补控制方法及加工设备。

背景技术

所谓样条曲线(Spline Curves)是指给定一组控制点而得到一条曲线，曲线的大致形状由这些点予以控制，一般可分为插值样条和逼近样条两种，插值样条通常用于数字化绘图或动画的设计，逼近样条一般用来构造物体的表面。

对于样条曲线的弧长求解是十分困难的，在不知道路径长度时，无法对这种曲线完成准确的速度规划和插补。

而对于自由曲线弧长的求解，最简便的方法是采用两个插补点的直线距离近似代替自由曲线上这两个点之间的弧长，好处是避免了复杂而又繁琐的计算，提高了计算效率，但是这种计算的精度较低，存在较大误差，尤其在高速高精度的加工中，所计算的误差已不能忽略。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种样条曲线的插补控制方法及加工设备，解决误差大的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种样条曲线的插补控制方法，包括步骤：

步骤S110、设置样条曲线的起点、终点和误差限制值，且将样条曲线划分为n个区间；

步骤S120、获取误差值小于误差限制值的复化Simpson公式S_n；

步骤S130、利用复化Simpson公式S_n获取样条曲线的曲线弧长；

步骤S210、获取样条曲线曲率极大值；

步骤S220、根据曲率极大值获取限制速度；

步骤S300、结合曲线弧长、限制速度、预设的最大速度、预设的加速度和采集的初速度，进行基于样条曲线的插补步骤；

其中，所述插补步骤包括插补速度和插补位移量。

其中，较佳方案是，所述获取误差值小于误差限制值的复化Simpson公式S_n的步骤包括：

步骤S121、在每个区间上应用Simpson公式Q(f)，形成复化Simpson公式S_n；

步骤S122、获取误差控制项作为误差值；

步骤S123、若误差控制项小于误差限制值时，确定复化Simpson公式S_n。

其中，较佳方案是，所述误差控制项为所述获取误差值小于误差限制值的复化Simpson公式S_n的步骤还包括：

步骤S124、若误差控制项不小于误差限制值时，n＝n+1，并返回步骤S121。

其中，较佳方案是，所述利用复化Simpson公式S_n获取样条曲线的曲线弧长的步骤包括：

步骤S131、计算样条曲线的一阶导和微分公式；

步骤S132、结合样条曲线的起点、终点和n个区间，带入复化Simpson公式S_n中，以获取符合误差范围曲线弧长。