本文關(guān)鍵詞：自由型曲線(xiàn)曲面直接插補(bǔ)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著機(jī)械制造、自動(dòng)控制、微電子、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)即將被新的、開(kāi)放式的數(shù)控技術(shù)所取代。在數(shù)控系統(tǒng)中,插補(bǔ)功能的優(yōu)劣直接影響了對(duì)CNC控制系統(tǒng)整體性能的評(píng)價(jià)。在現(xiàn)代制造業(yè)中,對(duì)曲面加工的需求和質(zhì)量要求不斷提高,而傳統(tǒng)的以直線(xiàn)、圓弧為代表的插補(bǔ)技術(shù),已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足這一需求,因此,需要研究新的自由型曲線(xiàn)曲面插補(bǔ)技術(shù),來(lái)改善零件的加工效率和加工質(zhì)量,以適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展要求。 NURBS(Non-Uniform Rational B Spline)由于其良好的數(shù)學(xué)特性,被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定為產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),并且在CAD領(lǐng)域,NURBS已得到較好的應(yīng)用。因此,研究以NURBS為代:表的自由型曲線(xiàn)曲面插補(bǔ)技術(shù)成為一種必然選擇。 本文在深入研究NURBS曲線(xiàn)曲面構(gòu)成方法及其性質(zhì)的基礎(chǔ)上,介紹了曲線(xiàn)曲面的參數(shù)矢量確定方法和控制點(diǎn)反算算法,對(duì)NURBS基函數(shù)迭代算式進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理,提出了一種具有實(shí)時(shí)前瞻功能的NURBS動(dòng)態(tài)插補(bǔ)方法,該算法能夠在滿(mǎn)足精度要求的前提下,綜合考慮電機(jī)性能和曲線(xiàn)曲率變化,使得加工步長(zhǎng)平緩連續(xù)變化,并且能前瞻減速段的開(kāi)始位置,在到達(dá)曲線(xiàn)終點(diǎn)之前及時(shí)減速,使加工過(guò)程中的機(jī)床震動(dòng)小,防止零件過(guò)切。 在曲面加工中,刀具不可能遍歷整個(gè)待加工曲面,而只能沿著曲面上的一些有限的曲線(xiàn)軌跡運(yùn)動(dòng)。因此,曲面加工中,需要確定刀具運(yùn)動(dòng)的這些曲線(xiàn)軌跡。文中介紹了常見(jiàn)的幾種刀具軌跡生成方法,并對(duì)它們的應(yīng)用條件和優(yōu)劣進(jìn)行了對(duì)比。針對(duì)常見(jiàn)的兩種不同的曲面形狀,文中采用了不同的方法進(jìn)行處理。對(duì)于兩軸半曲面,采用傳統(tǒng)的固定導(dǎo)軌偏置距離的方法進(jìn)行刀具軌跡規(guī)劃;而對(duì)于三軸曲面,則根據(jù)精度要求,采用計(jì)算得到的刀軌來(lái)求得隨著曲率變化而不斷變化的參數(shù)步長(zhǎng)值,在滿(mǎn)足精度要求的前提下,達(dá)到一種刀具軌跡的最優(yōu)化設(shè)計(jì),在曲率大的地方,刀軌較密,曲率小的地方,刀軌較疏,能夠最大程度的協(xié)調(diào)曲率與效率的關(guān)系,使其能夠在最短的時(shí)間內(nèi),加工完整張曲面。 根據(jù)NURBS插補(bǔ)原理和文中介紹的插補(bǔ)方法,采用Visual C++軟件編程實(shí)現(xiàn)了由輸入型值點(diǎn)到輸出刀位點(diǎn)的整個(gè)功能算法,利用Matlab驗(yàn)證了算法的可行性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：NURBS 插補(bǔ) CNC
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 緒論14-22
• 1.1 數(shù)控插補(bǔ)原理14-15
• 1.2 數(shù)控插補(bǔ)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3 自由型曲線(xiàn)曲面直接插補(bǔ)技術(shù)16-17
• 1.4 自由型曲線(xiàn)曲面插補(bǔ)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.6 論文章節(jié)安排20-22
• 第2章 NURBS曲線(xiàn)曲面表示及其性質(zhì)22-28
• 2.1 NURBS曲線(xiàn)介紹22-25
• 2.1.1 有理分式表示22-23
• 2.1.2 有理基函數(shù)表示23-24
• 2.1.3 基函數(shù)的簡(jiǎn)化處理24-25
• 2.2 NURBS曲面介紹25-26
• 2.3 NURBS曲線(xiàn)曲面的性質(zhì)26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 NURBS曲線(xiàn)曲面的反算28-38
• 3.1 NURBS曲線(xiàn)的反算28-35
• 3.1.1 數(shù)據(jù)點(diǎn)的參數(shù)化及其節(jié)點(diǎn)矢量的確定28-29
• 3.1.2 三次NURBS曲線(xiàn)控制頂點(diǎn)的反算29-32
• 3.1.3 追趕法求解三對(duì)角方程組32-35
• 3.2 曲面的反算35-37
• 3.2.1 曲面反算中的參數(shù)方向與參數(shù)向量確定36
• 3.2.2 參數(shù)矢量的確定36-37
• 3.2.3 反算控制頂點(diǎn)37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 自由曲線(xiàn)插補(bǔ)技術(shù)38-49
• 4.1 具有實(shí)時(shí)前瞻功能的NURBS動(dòng)態(tài)插補(bǔ)算法38-40
• 4.2 算法介紹40-44
• 4.2.1 電機(jī)性能判斷40-42
• 4.2.2 精度判別42
• 4.2.3 步長(zhǎng)調(diào)整與實(shí)時(shí)前瞻42-44
• 4.2.4 步長(zhǎng)微調(diào)44
• 4.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證44-48
• 4.3.1 電機(jī)性能判斷模塊的影響45-46
• 4.3.2 傳統(tǒng)的直線(xiàn)逼近插補(bǔ)與NURBS直接插補(bǔ)的性能比較46-47
• 4.3.3 實(shí)時(shí)性驗(yàn)證47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 自由曲面插補(bǔ)技術(shù)49-57
• 5.1 曲面插補(bǔ)49-52
• 5.2 兩軸半自由曲面加工52-53
• 5.3 三軸自由曲面插補(bǔ)53-56
• 5.3.1 樣條曲面的性質(zhì)和構(gòu)造過(guò)程53-55
• 5.3.2 刀軌偏移距離確定55
• 5.3.3 曲面全部刀軌偏移距離的計(jì)算過(guò)程55-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第6章 算法驗(yàn)證57-65
• 6.1 兩軸半自由曲面插補(bǔ)57-59
• 6.2 三軸自由曲面插補(bǔ)59-64
• 6.3 本章小結(jié)64-65
• 總結(jié)與展望65-68
• 總結(jié)65
• 展望65-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-74
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表74

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陸曉麗;洪榮晶;袁鴻;;基于NURBS的齒輪盤(pán)銑刀后刀面插補(bǔ)點(diǎn)計(jì)算[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2011年02期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 余森楠;參數(shù)曲線(xiàn)曲面的曲率自適應(yīng)實(shí)時(shí)插補(bǔ)技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 郭福坤;多軸控制用新型數(shù)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2010年

3 華劍鋒;多壓頭成形技術(shù)數(shù)據(jù)接口軟件設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2011年

4 �，撍�;數(shù)控機(jī)床超聲自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品族控制技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2012年

5 徐元凡;基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的自由曲線(xiàn)曲面插補(bǔ)技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2009年

6 徐川;五坐標(biāo)NURBS樣條曲線(xiàn)插補(bǔ)算法及加減速控制方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

7 張銀龍;金剛石車(chē)削光學(xué)自由曲面的刀具軌跡插補(bǔ)方法研究[D];吉林大學(xué);2012年

8 王群;五軸聯(lián)動(dòng)雙NURBS曲線(xiàn)插補(bǔ)算法研究[D];湖南大學(xué);2012年

9 馬妍;NURBS實(shí)時(shí)插補(bǔ)算法的研究及其仿真[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：自由型曲線(xiàn)曲面直接插補(bǔ)技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：390227