CN104678899A - 曲线速度规划方法、装置及其数控加工路径数据处理方法 - Google Patents

Abstract

曲线速度规划方法、装置及其数控加工路径数据处理方法。本发明提供一种基于NURBS曲线插补的曲线速度规划方法、装置及应用NURBS曲线插补速度规划的数控加工路径数据处理方法，该处理方法包括：获取具有NURBS曲线的数控加工路径数据，获取所述NURBS曲线上参数步长Δui内的加速度ai；将各加速度与最大允许加速度比较确定加速度敏感点和敏感区间；确定加速度敏感区间的中间点作为加减速分界点；计算中间点的速度值作为目标速度；根据目标速度对加速度敏感区间进行加速和减速的规划，以得到规划后的NURBS曲线的数控加工路径数据。利用本发明，能够预先计算减速阶段加速度超出限制的插补点，从而避免加速阶段末速度过高而导致加速度超出限制。

Description

曲线速度规划方法、装置及其数控加工路径数据处理方法

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种基于NURBS曲线插补的曲线速度规划方法、装置及应用NURBS曲线插补速度规划的数控加工路径数据处理方法。

背景技术

数控加工***中，CAM(computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)软件常常将复杂曲线分解为细密的小线段，作为数控***的插补轨迹。近年来，CAM逐渐使用NURBS(非均匀B样条)曲线的形式来拟合复杂曲线，并将NURBS的参数发送给数控加工***作为插补数据。这样能够大大减小传输文件的提交，并且由于避免了频繁的加速和减速，使加工效率远远高于小线段加工，因此NURBS插补正在成为数控加工的主流趋势。

由于NURBS曲线的曲率是非线性变化的，这使得加工过程中必须实时计算插补速度和加速度，避免超出加工误差限制和机床加速能力限制。尽管现有的插补算法通常能够在允许的最大速度曲线的限制下进行加速段的插补，但这些算法无法考虑减速阶段的速度突变，导致加速度超出最大向心加速度的限制。

因此，现有技术中通过回溯法或双向加速法来避免减速阶段的加速度超出限制。但是，使用回溯法时，为了得到符合加速度要求的速度曲线而回溯计算的次数是无法预测的，并且每次回溯时加速阶段末速度的递减量没有可行的估计方法，只能通过多次计算来试探。同时，回溯之后插补点要重新计算，插补点的速度也要重新估计，这样的算法计算量巨大，非常耗时，无法保证在一个插补周期内完成多插补点回溯并重新计算，因此在实时插补中的应用空间有限。使用双向加速法时，两端初始速度差距较大时会造成初速度较大的一侧停止插补而等待另一侧插补，直至另一侧插补速度到达满足相遇的要求为止。由于双向同时开始插补，实际加工中如果正向插补需要等待反向插补一个以上的周期，会造成正向插补速度和位置无法控制，因此这种情况下无法使用该算法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于NURBS曲线插补的曲线速度规划方法、装置及应用NURBS曲线插补速度规划的数控加工路径数据处理方法，能够预先计算减速阶段加速度超出限制的插补点，从而避免加速阶段末速度过高而导致加速度超出限制。

为解决上述问题，本发明提供一种数控加工路径数据的处理方法，所述方法包括：获取具有NURBS曲线的数控加工路径数据；获取所述NURBS曲线上参数步长Δu_i内的加速度a_i；将所述NURBS曲线各处的加速度a_i与最大允许加速度比较以确定加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间；确定所述加速度敏感区间的中间点，以作为所述敏感区间内加速和减速的分界点；计算所述中间点的速度值，以作为目标速度；以及根据所述目标速度对所述加速度敏感区间进行加速和减速的规划，以得到规划后的NURBS曲线的数控加工路径数据。

其中，所述将所述NURBS曲线各处的加速度与最大允许加速度比较以确定加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间的步骤包括：计算NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，并根据弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线；以及计算各参数步长Δu_i内的加速度，并当参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于所述最大允许加速度时，确定与所述最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间。

其中，所述根据所述目标速度对所述加速度敏感区间进行加速和减速的规划，以得到规划后的NURBS曲线的数控加工路径数据的步骤包括：判断插补点对应的参数是否进入所述加速度敏感区间；以及当确定插补点对应的参数进入所述加速度敏感区间时，从所述加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向所述中间点加速，并从所述中间点向另一侧端点作为终点减速。

为解决上述问题，本发明还提供一种基于NURBS曲线插补的速度控制方法，该方法包括：计算NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，并根据弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线。计算各参数步长Δu_i内的加速度，并当参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于该最大允许加速度时，确定与该最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点。将该最大允许速度曲线按极小值分成多段，并根据每个速度曲线段的加速度敏感区间的中间点确定对应的参数值u_mid，并计算该中间点的速度值。判断插补点对应的参数u是否进入该加速度敏感区间。以及当确定插补点对应的参数u进入该加速度敏感区间时，从该加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向该中间点加速，并从该中间点向另一侧端点作为终点减速，其中，该中间点加速度为0。

其中，利用如下第一公式计算各参数步长Δu_i内的加速度：

第一公式： $a_i=\frac{v_{i+1}^2-v_i^2}{2s_i}\≈\frac{v^2(u_i+\mathrm{\Δu})-v^2\left(u_i\right)}{2\left|\right|\stackrel{\→}{C}(u_i+\mathrm{\Δu})-\stackrel{\→}{C}\left(u_i\right)\left|\right|}.$

其中，u_i为当前插补点的参数值，分子表示速度值，分母表示用NURBS曲线上两插补点之间的弦线段近似代替弧线段。

其中，利用如下第二、三公式计算该中间点的速度值：

第二公式：V_mid＝V_m+a_m(u_mid-u_m)；

第三公式：V_mid＝V_m+n+a_m+n(u_mid-u_m+n)。

其中，a_m、a_m+n分别为速度曲线段的加速度敏感区间两个端点对应的加速度，u_m、u_m+n分别为对应的参数。v_mid的值为通过该第二、三公式计算得出的计算值和该最大允许速度之间的最小值。

其中，当该中间点的速度值大于该最大允许速度时，设定该中间点的速度值为该最大允许速度。

其中，该起始点加速度为该加速度敏感区域起始点的斜率值，在该中间点向另一侧端点减速的起始加速度为0，该终点加速度为该加速度敏感区域终点的斜率。

为解决上述问题，本发明还提供一种基于NURBS曲线插补的速度控制装置，包括：最大允许速度曲线确定单元，用于根据NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，以及弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线。加速度敏感点确定单元，用于计算各参数步长Δu_i内的加速度，以及判断参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于该最大允许加速度时，确定与该最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点。中间点速度值确定单元，用于根据将该最大允许速度曲线按极小值分成的每段速度曲线段的加速度敏感区间的中间点确定对应的参数值u_mid，并计算该中间点的速度值。以及插补点计算单元，用于判断插补点对应的参数u是否进入该加速度敏感区间，并当确定插补点对应的参数u进入该加速度敏感区间时，从该加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向该中间点加速，并从该中间点向另一侧端点作为终点减速，其中，该中间点加速度为0。

其中，当该中间点的速度值大于该最大允许速度时，该中间点速度值确定单元确定该中间点的速度值为该最大允许速度。

本发明提供的一种基于NURBS曲线插补的曲线速度规划方法、装置及应用NURBS曲线插补速度规划的数控加工路径数据处理方法，通过预测加速度敏感点，并在加速度敏感的区间使用***允许的最大加速度重新做S型速度规划。因此，NURBS插补可以严格按照新的速度曲线来加速和减速，而无需担心速度和加速度超出限制。另外，由于新的速度曲线仅在加速度敏感点偏离原最大允许速度曲线，是在速度和加速度限制下实现了加工效率最大化。同时，该算法可以一次插补无需回溯、也无需等待某一方的插补结果，运算量轻，插补的实时性得到了保证。

附图说明

图1为现有技术中参数u与NURBS曲线曲率、最大允许速度函数关系示意图；

图2为本发明实施方式中的一种数控加工路径数据处理方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施方式中的一种基于NURBS曲线插补的速度控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施方式中的根据参数u、最大允许速度确定加速度敏感点的示意图；

图5为本发明实施方式中的速度规划示意图；

图6为本发明实施方式中的一种基于NURBS曲线插补的速度控制装置的功能模块示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

以下将首先对NURBS曲线插补算法的基本原理进行说明：

1、NURBS曲线是分段多项式曲线，通常写成关于参数u的一元函数形式：

$\stackrel{\→}{C}=\frac{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{i,n}\left(u\right)w_i{\stackrel{\→}{P}}_i}{\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{N}_{i,n}\left(u\right)w_i}---\left(1\right)$

其中，p为阶数(多项式最高次数)，P_i为控制点(限制曲线形状的多边形的笛卡尔坐标)，w_i为权重(曲线被控制点吸引的程度)，u_i为节点(分段区间的始末点参数值)，u为NURBS曲线的自变量，U＝{U₁，U₂，……，U_n+1}，称为节点矢量。N_i,p(u)是非均匀有理B样条基函数，由节点矢量U确定，并满足Cox-de Boor递推关系式(2)和(3):

$N_{i,p}\left(u\right)=\frac{u-u_i}{u_{i+p}-u_i}{N}_{i,p-1}\left(u\right)+\frac{u_{i+p+1}-u}{u_{i+p+1}-u_{i+1}}{N}_{i+1,p-1}\left(u\right)---\left(2\right)$

$N_{i,0}\left(u\right)=\left\{\begin{array}{c}1,u\∈\left[u_i{,u}_{i+1}\right)\\ 0,\mathrm{others}\end{array}\right.---\left(3\right)$

2、NURBS曲线插补的速度控制：

设定NURBS曲线为：P(u)＝(x(u)，y(u)，z(u))；

其中，时间函数u是曲线参数，记为u(t_i)＝u_i，u(t_i+1)＝u_i+1。每个参数u对应于NURBS曲线上的一个点。故NURBS曲线插补的任务是在参数域内选择一系列的u并计算这些u对应的曲线(即刀具的加工路径中的加工段)上的点。

当前点的参数值为u(t_i)，因此一个插补周期T之后的插补点对应参数u(t_i+1)满足以下泰勒展开：

$u\left(t_{i+1}\right)=u\left(t_i\right)+T{\frac{\mathrm{du}}{\mathrm{dt}}|}_{t=t_i}+T^2{\frac{d^{2}u}{{\mathrm{dt}}^2}|}_{t=t_i}+o\left(T^2\right)---\left(4\right)$

3、弦高误差对进给速度与进给步长的影响：

NURBS曲线插补通常采用两插补点u_i、u_i+1间的弦线段逼近弧段来实现，弦线段与弧线段之间的最大距离即为最大插补弦高误差。在定周期数控插补时，为了保证插补轨迹满足一定精度要求，需要对进给速度的最大值进行限定。

用圆弧近似方法可求得弦高误差为：

${\mathrm{\δ}}_i={\mathrm{\ρ}}_i-\sqrt{{{\mathrm{\ρ}}_i}^2-{\left(\frac{v\left(u_i\right)T}{2}\right)}^2}---\left(5\right)$

其中，ρ_i为u_i处的曲率半径，V为编程进给速度，T为插补周期。由公式(5)可得：

$V\left(u_i\right)=\frac{2}{T}\sqrt{{{\mathrm{\ρ}}_i}^2-{({\mathrm{\ρ}}_i-{\mathrm{\δ}}_i)}^2}\≈\frac{\sqrt{8{\mathrm{\ρ}}_i{\mathrm{\δ}}_i}}{T}---\left(6\right)$

假设限定最大弦高误差为δ_max，则由公式(6)得到：

$V\left(u_i\right)\≤\frac{\sqrt{8{\mathrm{\ρ}}_i{\mathrm{\δ}}_{\max }}}{T}\mathrm{\Δ}{L}_i\≤\sqrt{8{\mathrm{\ρ}}_i{\mathrm{\δ}}_{\max }}---\left(7\right)$

其中，ΔL_i为第i段进给步长。从上式可知每段进给步长必须满足最大弦高误差的限定条件。同时，为了满足数控机床***加工精度的要求，NURBS曲线每插补周期进给步长还必须考虑加减速和最大法向加速度的约束，即：

$\mathrm{\ΔL}=\min (\mathrm{\Δ}{L}_{i1},\sqrt{8{\mathrm{\ρ}}_i{\mathrm{\δ}}_{\max }},\mathrm{\ΔT}\sqrt{\mathrm{\ρ}{a}_{\max }})---\left(8\right)$

其中，ΔL_i1为加减速约束下的进给步长，a_max最大法向加速度，并且：

a_max＝V(u_i)²ρ_i   (9)

因此，根据如上公式并如图1(a)和(b)所示，通过计算插补点的曲线曲率，可以得到插补点处允许的最大速度。从当前插补点加速到下一插补点的末速度，不能超过允许的最大速度。

请参阅图2，为本发明实施方式中的一种基于NURBS曲线插补的速度控制方法流程示意图。

步骤S10，获取具有NURBS曲线的数控加工路径数据。

步骤S11，获取该NURBS曲线上参数步长Δu_i内的加速度a_i。

步骤S12，将该NURBS曲线各处的加速度与最大允许加速度比较以确定加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间。

在本实施方式中，最大允许加速度根据NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i、弦高误差δ_max的限制条件以及向心加速度a_max的限制条件确定。当参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于该最大允许加速度时，确定与该最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点。

步骤S13，确定该加速度敏感区间的中间点，以作为该敏感区间内加速和减速的分界点。

步骤S14，计算该中间点的速度值，以作为目标速度。

步骤S15，根据该目标速度对该加速度敏感区间进行加速和减速的规划，以得到规划后的NURBS曲线的数控加工路径数据。

其中，当插补点对应的参数u进入加速度敏感区间时，从加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向所述中间点加速，并从中间点向另一侧端点作为终点减速，从而实现对该加速度敏感区间进行加速和减速的规划。

请参阅图3，为本发明另一实施方式中的一种基于NURBS曲线插补的速度控制方法流程示意图。

步骤S20，计算NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，并根据弦高误差δ_max的限制条件(公式(5))和向心加速度a_max的限制条件(公式(9))确定最大允许速度曲线(即NURBS曲线各处的最大允许速度V_max)。

步骤S21，计算各参数步长Δu_i内的加速度，并与最大允许加速度比较。如果参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度，而Δu_i+n内的加速度a_i+n小于最大允许加速度时，则确定与该最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点。

其中，设定参数步长Δu的值为极小值，例如Δu＝10^-5，因此可以将参数步长Δu内的加速过程视为匀加速过程。

具体地，利用如下公式(10)计算各参数步长Δu_i内的加速度：

$a_i=\frac{v_{i+1}^2-v_i^2}{2s_i}\≈\frac{v^2(u_i+\mathrm{\Δu})-v^2\left(u_i\right)}{2\left|\right|\stackrel{\→}{C}(u_i+\mathrm{\Δu})-\stackrel{\→}{C}\left(u_i\right)\left|\right|}.---\left(10\right)$

其中，u_i为当前插补点的参数值，分子表示速度值，分母表示用NURBS曲线上两插补点之间的弦线段近似代替弧线段。由于，弦线段比弧线段长度小，因此加速度的计算值比真实值偏大。如果要求偏大的加速度值小于最大允许加速度，那么各处加速度的真实值就一定不会超出最大允许加速度的限制。

进一步地，取各参数步长Δu_i终点的加速度值与最大允许加速度值比较，可以得到如图3所示的加速度敏感点，如星形标记点。

步骤S22，将如步骤S20确定的最大允许速度曲线按极小值分成多段(每段最大允许速度曲线以下简称速度曲线段)，即每两个速度波谷之间的速度曲线为一段(全曲线的起点和终点也视为速度波谷)。确定一段速度曲线段的加速度敏感点，并判断对应的加速度敏感的区间(以下简称为敏感区间)以及该敏感区间的中间点对应的参数值u_mid，并计算中间点的速度值。

具体地，将该敏感区间的两个端点分别按当前的斜率做延长线并相交于一点，该交点称为中间点，该中间点对应的参数值u_mid就是该速度曲线段的加速插补阶段的终点，同时也是减速插补阶段的起点。当中间点速度如果大于最大允许速度，则取最大允许速度。

其中，利用如下公式(11)、(12)计算该中间点的速度值：

V_mid＝V_m+a_m(u_mid-u_m)   (11)

V_mid＝V_m+n+a_m+n(u_mid-u_m+n)   (12)

其中，a_m、a_m+n分别为速度曲线段的加速度敏感区间两个端点对应的加速度，u_m、u_m+n分别为对应的参数。

如图4所示，其中，1～2点、3～4点、5～6点、7～8点、9～10点、11～12点所包含的区间为敏感区间。此处以3～4点、5～6点之间的敏感区间为例加以说明。

计算3点和6点的加速度a₃、a₆作为斜率，可以分别得到通过3点(u₃，v₃)和6点(u₆，v₆)的直线方程l₁、l₂：

l₁:v＝v₃+a₃(u-u₃)

l₂:v＝v₆+a₆(u-u₆)

联立以上方程可以得出交点(即中间点)坐标(u_mid，v_mid)。其中，v_mid的值为计算值和最大允许速度之间的最小值。需要说明的是，由于斜率a₃、a₆是加速和减速阶段允许的最大加速度，所以只要重新规划的速度曲线在这两条直线的下方，就一定满足***加速度的限制。以这种方式求出的中间点，一定会处在两条直线正下方的包围之内，也就是说，可以保证加速和减速的终点和起始点都必然在满足加速度限制的范围之内，因此中间点的坐标是合理可接受的。

步骤S23，启动实时插补，根据公式(4)确定插补点对应的参数u并判断该参数u是否进入该确定的敏感区间。若是，则进入步骤S24，否则，进入步骤S25。

步骤S24，从该敏感区间的一侧(如左侧)端点开始，向该中间点加速，到达该中间点后，向另一侧(如右侧)端点减速，其中，该中间点时加速度为0。然后，流程结束。

其中，起始点加速度为该点的斜率值，加速度和加加速度都要保持如公式(8)的要求，并且起始加速度为0，末加速度为该另一侧(右侧)端点的斜率。

具体地，从该敏感区间左侧向中间点加速是一个类S型加速的过程，初始加速度不为0，末加速度为0，末速度不得超过v_mid，加速终点不得超过u_mid。以此为加速条件，在加速过程的每个周期都作为是否使用正加加速度的依据，最终能够柔性地加速到中间点。从中间点开始减速的过程同样是一个类S型减速的过程，初始加速度为0，末加速度不为0，末速度尽可能贴近v₆，加速终点不得超过u₆。

由于用户指定进给率限制而使最大允许速度曲线出现匀速段的情况(例如图4中点4～点5区间)，很可能在很短的时间内从敏感区间端点到匀速段的加速就已经结束，由于加速度限制而导致的效率损失被降低到最小化。

如图5所示，颜色加深部分是从敏感区间端点到中间点重做的速度规划。这意味着，从颜色加深线段的左侧的相邻速度谷底开始，沿着颜色未加深线段和颜色加深线段加速是既满足速度限制又满足加速度限制的。

步骤S25，根据公式(8)按照最大允许速度计算插补点。然后流程结束。

请参阅图6，为本发明一实施方式提供的基于NURBS曲线插补的速度控制装置的功能模块示意图。该装置30包括：

最大允许速度曲线确定单元31，用于根据NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，以及弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线。

加速度敏感点确定单元32，用于计算各参数步长Δu_i内的加速度，以及判断参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于该最大允许加速度时，确定与该最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点。

中间点速度值确定单元33，用于根据将该最大允许速度曲线按极小值分成的每段速度曲线段的加速度敏感区间的中间点确定对应的参数值u_mid，并计算该中间点的速度值。以及

插补点计算单元34，用于判断插补点对应的参数u是否进入该加速度敏感区间，并当确定插补点对应的参数u进入该加速度敏感区间时，从该加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向该中间点加速，并从该中间点向另一侧端点作为终点减速，其中，该中间点加速度为0。

本发明提供的一种基于NURBS曲线插补的曲线速度规划方法、装置及应用NURBS曲线插补速度规划的数控加工路径数据处理方法，通过预测加速度敏感点，并在加速度敏感的区间使用***允许的最大加速度重新做S型速度规划。因此，NURBS插补可以严格按照新的速度曲线来加速和减速，而无需担心速度和加速度超出限制。另外，由于新的速度曲线仅在加速度敏感点偏离原最大允许速度曲线，是在速度和加速度限制下实现了加工效率最大化。同时，该算法可以一次插补无需回溯、也无需等待某一方的插补结果，运算量轻，插补的实时性得到了保证。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种数控加工路径数据的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

获取具有NURBS曲线的数控加工路径数据；

获取所述NURBS曲线上参数步长Δu_i内的加速度a_i；

将所述NURBS曲线各处的加速度a_i与最大允许加速度比较以确定加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间；

确定所述加速度敏感区间的中间点，以作为所述敏感区间内加速和减速的分界点；

计算所述中间点的速度值，以作为目标速度；以及

根据所述目标速度对所述加速度敏感区间进行加速和减速的规划，以得到规划后的NURBS曲线的数控加工路径数据。

2.如权利要求1所述的数控加工路径数据的处理方法，其特征在于，所述将所述NURBS曲线各处的加速度与最大允许加速度比较以确定加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间的步骤包括：

计算NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，并根据弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线；以及

计算各参数步长Δu_i内的加速度a_i，并当参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于所述最大允许加速度时，确定与所述最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点，并根据确定的加速度敏感点确定加速度敏感区间。

3.如权利要求1所述的数控加工路径数据的处理方法，其特征在于，所述根据所述目标速度对所述加速度敏感区间进行加速和减速的规划，以得到规划后的NURBS曲线的数控加工路径数据的步骤包括：

判断插补点对应的参数是否进入所述加速度敏感区间；以及

当确定插补点对应的参数进入所述加速度敏感区间时，从所述加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向所述中间点加速，并从所述中间点向另一侧端点作为终点减速。

4.一种基于NURBS曲线插补的速度控制方法，其特征在于，所述方法包括：

计算NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，并根据弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线；

计算各参数步长Δu_i内的加速度a_i，并当参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于所述最大允许加速度时，确定与所述最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点；

将所述最大允许速度曲线按极小值分成多段，并根据每个速度曲线段的加速度敏感区间的中间点确定对应的参数值u_mid，并计算所述中间点的速度值；

判断插补点对应的参数u是否进入所述加速度敏感区间；以及

当确定插补点对应的参数u进入所述加速度敏感区间时，从所述加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向所述中间点加速，并从所述中间点向另一侧端点作为终点减速，其中，所述中间点加速度为0。

5.如权利要求4所述的基于NURBS曲线插补的速度控制方法，其特征在于，利用如下第一公式计算各参数步长Δui内的加速度：

第一公式： $a_i=\frac{v_{i+1}^2-v_i^2}{{2s}_i}\≈\frac{v^2(u_i+\mathrm{\Δu})-v^2\left(u_i\right)}{2\left|\right|\stackrel{\→}{C}(u_i+\mathrm{\Δu})-\stackrel{\→}{C}\left(u_i\right)\left|\right|};$

其中，u_i为当前插补点的参数值，分子表示速度值，分母表示用NURBS曲线上两插补点之间的弦线段近似代替弧线段。

6.如权利要求4所述的基于NURBS曲线插补的速度控制方法，其特征在于，利用如下第二、三公式计算所述中间点的速度值：

第二公式：V_mid＝V_m+a_m(u_mid-u_m)；

第三公式：V_mid＝V_m+n+a_m+n(u_mid-u_m+n)；

其中，a_m、a_m+n分别为速度曲线段的加速度敏感区间两个端点对应的加速度，u_m、u_m+n分别为对应的参数；v_mid的值为通过所述第二、三公式计算得出的计算值和所述最大允许速度之间的最小值。

7.如权利要求4或6所述的基于NURBS曲线插补的速度控制方法，其特征在于，当所述中间点的速度值大于所述最大允许速度时，设定所述中间点的速度值为所述最大允许速度。

8.如权利要求4所述的基于NURBS曲线插补的速度控制方法，其特征在于，所述起始点加速度为所述加速度敏感区域起始点的斜率值，在所述中间点向另一侧端点减速的起始加速度为0，所述终点加速度为所述加速度敏感区域终点的斜率。

9.一种基于NURBS曲线插补的速度控制装置，其特征在于，包括：

最大允许速度曲线确定单元，用于根据NURBS曲线各处的曲率1/ρ_i，以及弦高误差δ_max的限制条件和向心加速度a_max的限制条件确定最大允许速度曲线；

加速度敏感点确定单元，用于计算各参数步长Δu_i内的加速度，以及判断参数步长Δu_i内的加速度a_i大于最大允许加速度且参数步长Δu_i+n内的加速度a_i+n小于所述最大允许加速度时，确定与所述最大允许加速度差值最小的加速度对应的参数步长的端点为加速度敏感点；

中间点速度值确定单元，用于根据将所述最大允许速度曲线按极小值分成的每段速度曲线段的加速度敏感区间的中间点确定对应的参数值u_mid，并计算所述中间点的速度值；以及

插补点计算单元，用于判断插补点对应的参数u是否进入所述加速度敏感区间，并当确定插补点对应的参数u进入所述加速度敏感区间时，从所述加速度敏感区间的一侧端点作为起始点开始向所述中间点加速，并从所述中间点向另一侧端点作为终点减速，其中，所述中间点加速度为0。

10.如权利要求9所述的基于NURBS曲线插补的速度控制装置，其特征在于，当所述中间点的速度值大于所述最大允许速度时，所述中间点速度值确定单元确定所述中间点的速度值为所述最大允许速度。