[发明专利]一种基于NURBS的小线段加工方法

权利要求书

1.一种基于NURBS的小线段加工方法，其特征在于：包括

步骤(1)获取小线段点的位置信息数据，通过特征分段，得到微小线段；

步骤(2)采用全局逼近算法对步骤(1)中的所述微小线段进行NURBS曲线拟合，得NURBS曲线；

步骤(3)通过曲率极大值点对所述NURBS曲线进行分段，并计算所述曲率极大值点对应的速度约束值；

步骤(4)通过自适应辛普森算法求解步骤(3)中每段所述NURBS曲线的弧长，并对所述速度约束值进行前瞻验证；

步骤(5)通过S曲线加减速规划，获得进给速度的连续曲线；利用每个插补周期内中间时刻所对应的速度代替初始速度，得到单个插补周期的速度，并利用泰勒算法继续计算下一个插补点的位置，并继续下一步骤。

步骤(6)判断本段曲线是否是最后一个插补段；若不是则返回步骤(5)操作下一段曲线；若是，则结束。

2.根据权利要求1所述一种基于NURBS的小线段加工方法，其特征在于：所述步骤(1)具体为：获取小线段点位置信息数据，将数据点中的冗余点过滤除去，进行特征分段，先设置相邻线段之间的角度变化最大阈值，和最大长度阈值分类，将小线段点分为两类：长直线段和待拟合的曲线，所述待拟合的曲线即为微小线段。

3.根据权利要求1所述一种基于NURBS的小线段加工方法，其特征在于：所述步骤(2)具体为：设定微小线段数据点为Q₀，Q₁，…Q_m，将权值ω_i固定为1，使用弦长参数化方法计算数据点的参数值P_i为控制点，n为控制点数，m＞n，N_i，p(u)为p次B样条基函数，则所述NURBS曲线的表达式为：

利用弦长参数化计算可得离散点的弦长d，由此可计算得到参数值由参数值可求得节点矢量u_i；由最小二乘曲线逼近法使数据点在最小二乘的意义下被逼近，可求出各控制点值P，对于刀位偏差和弓高误差若不满足要求，则需要对拟合曲线进行调整；得到控制点后需先判断刀位偏差是否小于设定值，若不小于，则需要增加控制点或次数重新求取节点矢量直到满足要求，刀位偏差满足要求后需判断弓高误差是否小于设定值，若不小于，则需要插入节点矢量来减小弓高误差，最后可求得微小线段点拟合的NURBS曲线。

4.根据权利要求1所述一种基于NURBS的小线段加工方法，其特征在于：所述步骤(3)具体为：计算参数值处的曲率k(u_i)，由曲率可计算曲率极大值处的参数值，并在极大值处进行分段得到节点矢量[U_{k_i}，U_{k_i+1}]，k表示第k条NURBS曲线，i表示第k条NURBS曲线的第i段。