一种基于B样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法与流程

技术特征：
1.一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：所述轨迹平滑方法包括以下步骤：s1、采用相邻线段的夹角限制等条件，识别和删除部分问题点，完成对原始数据点的处理；s2、对离散的曲线，进行处理，根据曲率极值点及拐点等条件对重要插值点进行判断与选取，构建出重要特征点；s3、找出对于插值点中对构造曲线的节点、控制点影响较大的特征点，对此进行增加中间插值点；s4、反求控制点，进行拟合误差的计算和b样条曲线的拟合。2.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：首先判断各个数据点之间的角度情况，以原始数据x
i-1
、x
i
、x
i 1
相邻点构成的小线段夹角∠x
i-1
x
i
x
i 1
来判断是否允许划分，并设置最小的夹角θ
min
，若∠x
i-1
x
i
x
i 1
<θ
min
，则可以在x
i
处进行划分，其中有3.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：设置允许的最大线段长度之比λ
max
，在相邻原始数据三点x
i-1
、x
i
、x
i 1
中，取得到的相邻长度之比为按照λ
min
≤λ
i
≤λ
max
，若λ
i
在此范围内，则将该三点划分同一集，若超过此范围，则将较为短的一段线段两端点划分为不同集合，短线段按照直线形式进行加工，不参与拟合。4.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：对不符合要求的数据点进行剔除，在相邻数据点中，存在某些会造成多个尖锐角的跳跃点，该点需要加以判断，在相邻原始数据五点x
i-2
、x
i-1
、x
i
、x
i 1
、x
i 2
中，构成的三个连续的相邻线段夹角分别为∠x
i-2
x
i-1
x
i
、∠x
i-1
x
i
x
i 1
、∠x
i
x
i 1
x
i 2
，设定最小的夹角θ
min
，当有∠x
i-2
x
i-1
x
i
<θ
min
，∠x
i-1
x
i
x
i 1
<θ
min
，∠x
i
x
i 1
x
i 2
<θ
min
，时则可认为其中x
i
为跳跃点，应删除该点。5.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：对于离散点的曲率计算，采用基于弦长的方法，通过处理离散点和邻近点之间的位置相对关系来估算各个离散点之间的曲率。6.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：曲率极值点的设置，根据曲线中某点的曲率等于该点密切圆半径导数，即1/r，那么可以得出该点的离散曲率对应的密切圆半径以得出该点的离散曲率对应的密切圆半径那么可以根据给定的最大密切圆半径r进行最大曲率极值点c
max
的限制。7.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：对离散数据点x
i
及其相邻r个点进行极值点提取，数据点集{x
i-r
…
x
i
…
x
i r
}中需满足c
i
＝max{c
i-r
…
c
i
…
c
i r
}；则点x
i
为可能存在的曲率极值点；需要规定其中为相邻r个点离散数据点曲率的平均值，
8.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：进行拐点的提取，当连续四个离散数据点x
i-1
、x
i
、x
i 1
、x
i 2
中能够满足以下关系式时，我们将x
i
作为拐点，c
i-1
c
i
<0，c
i
c
i 1
>0,c
i 1
c
i 2
>0，即第一点与后三点的曲率正负符号异号。9.根据权利要求1所述的一种基于b样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，其特征在于：在判断每个数据点的误差后，对误差最大对应的数据点进行新增特征点的操作，将新产生的b样条的误差与原先b样条误差进行比较，不满足则继续进行添加操作，直至符合要求。

技术总结
本发明涉及激光切割数控加工技术领域，且公开了一种基于B样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，所述轨迹平滑方法包括以下步骤：S1、采用相邻线段的夹角限制等条件，识别和删除部分问题点，完成对原始数据点的处理；S2、对离散的曲线，进行处理，围绕曲率等条件选出插值点能根据离散曲线的曲率限制等自适应调整，以较少的插值点构造出精度较高的曲线。该基于B样条曲线拟合的数控加工的轨迹平滑方法，能够适用于需要轨迹处理的运动系统中，有益于样条化的数据加工点拟合处理，可以在数据拟合中减小曲率带来的误差影响，同时增加系统精确度，方便对数据点进行操作和处理，满足机床对于轨迹平滑的需求，提升运行性能。提升运行性能。


技术研发人员：黄鑫 但汉兵 宋俊杰 刘新
受保护的技术使用者：深圳软动智能控制有限公司
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2022/5/30