[发明专利]复合插补法及其系统软件

摘要

复合插补法及其系统软件，是计算机图形学核心技术领域里的一项新技术，它突破了目前国际上在该领域中，通常只能实现对直线、圆弧(部分系统可以对抛物线、椭圆)的直接插补生成，对非圆曲线只能靠直线或圆弧拟合的现状。本技术实现了对任意参数的渐伸线、阿基米德螺旋线、摆线、圆内外摆线、正余弦曲线、非圆二次曲线的直接插补生成，而且实现了对渐伸线、阿基米德螺旋线、非圆二次曲线等常用线型的平行线的插补生成，并解决了常用曲线及其平行线的光滑衔接问题，及能对相关曲线或其构成的图形实施任意旋转、扩缩、移动、对称等各种编辑还可显示其辅助线和相关参数。创建了将所生成曲线或图形编码的方法，数控设备无需插补运算仅解码数据即可作出要求的形状。这项技术将使计算机绘图、教学、相关科研及数控加工方法产生较大进步。

主权项

在计算机图形学的核心技术领域中的一种可直接生成含常用非圆曲线及其平行线的系列线型，并可显示其辅助线和相关参数，还能将含常用非圆曲线及其平行线的多种线型进行光滑衔接和各种编辑使之构成理想图形，且具有将曲线或完整图形进行数控编存解码功能的复合插补法及其系统软件，其主要特征是：这里采用自变量长度偏差修正法规正基圆轨迹，提高了作为许多非圆曲线复合插补变量基准的弧长递推计算精度，并在递推计算R倍弧长过程中依据不同R进行一定间隔的微量修正得到每步弧长这个变量基准；与该弧长基准相关的渐伸线和阿基米德螺旋线的生成是让其动点遵循弧长和角度复合变量基准运行，并在其动点位于X或Y轴极值点时作出判别并修改走向，即可在直角坐标系下生成可跨越象限任意长度的相关轨迹，并且可以在基准弧长较大时采用曲线长度细分计数以辅助控制线长，另外自变量长度偏差修正法也可用于修正常用非圆曲线轨迹与基准量的偏离，同样涉及圆弧长度变量的摆线、圆内外摆线和正弦曲线为其动圆沿导轨运动，动圆上的点与其导轨复合运动产生的轨迹，只要让动圆转动的弧长与导轨弧线长按比例同步运行，并将其相关点的位置相应叠加，即可得到该曲线或其变幅曲线；对常用曲线及其组成的图形绕自身原点或另外设定点的任意角度转动、对称、移动、扩缩、矩阵及剪切、衔接、倒退、删除、恢复、插入、追加的编辑及选择或复合编辑等操作是在曲线运行前，根据编辑项目和数据要求对用户程序相关的数据和指令进行修改处理后启动运行实现的，但非圆二次曲线的自由旋转是对角度N中超过±90°的90倍数部分用修改用户程序数据和指令，对小于90°部分用在程序启动预置后的运行中按标准曲线偏差和进给运算加与转角对应的位移分量的递推算法处理的；在常用曲线的平行线生成和两条线段的光滑衔接方面，对渐伸线等仍可保持原线型的曲线平行线采用移动起点位置改变相关参数的方法实现，对已改变了原曲线性质的常用非圆二次曲线和阿基米德螺旋线等的平行线生成的方法是根据曲线的性质采用简化的递推算法数学模型顺序取得原线法向等距点的集合，光滑衔接则是相关曲线对应点切线角度一致的吻合；数控编码方法是在曲线或图形绘制及编辑完成后，根据设定的二轴叠加每次移动步距，在曲线或图形重绘时编辑生成代表每次步距和走向的系列数据。