本文關(guān)鍵詞：三角網(wǎng)格模型的等殘留高度刀具軌跡規(guī)劃及擬合

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【摘要】：三角網(wǎng)格模型具備快速靈活、拓?fù)淠芰?qiáng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)在快速原型制造中也有廣泛的應(yīng)用。研究三角網(wǎng)格模型的刀具軌跡可以實(shí)現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)曲線的加工和從CAE到CAM的集成,有利于縮短零件的制造周期。本文主要基于STL三角網(wǎng)格模型的等殘留高度軌跡的規(guī)劃及擬合,來(lái)提高曲面的三角網(wǎng)格模型的加工精度和加工效率。為了在三角網(wǎng)格曲面模型上生成等殘留刀具軌跡,首先計(jì)算三角網(wǎng)格模型的等距偏置模型,再在偏置模型上計(jì)算刀位點(diǎn),最后對(duì)刀位點(diǎn)進(jìn)行擬合生成光滑的刀具軌跡。本論文的具體工作如下:(1)分析STL三角網(wǎng)格模型基于頂點(diǎn)法矢計(jì)算等距偏置網(wǎng)格模型的方法。在重構(gòu)STL三角網(wǎng)格模型拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)上,結(jié)合刀具的干涉判斷生成高精度無(wú)干涉的等距偏置網(wǎng)格模型,并通過(guò)半球體網(wǎng)格模型來(lái)驗(yàn)證此方法可以獲得較高精度的等距偏置模型。(2)研究在等距偏置網(wǎng)格模型上計(jì)算等殘留高度刀具軌跡的方法。以球頭刀為例,首先根據(jù)允許的最大殘留高度和刀具半徑進(jìn)行偏置得到殘留網(wǎng)格面和刀位點(diǎn)網(wǎng)格面,然后在殘留網(wǎng)格面上計(jì)算殘留點(diǎn)并擬合成殘留曲線,最后根據(jù)殘留曲線在刀位點(diǎn)網(wǎng)格面上計(jì)算等殘留高度刀位點(diǎn)并擬合成刀具軌跡線。通過(guò)實(shí)例分析和比較等殘留軌跡法和截平面法的加工精度和加工效率,結(jié)果表明等殘留法在保證加工精度的前提下,能夠提高加工效率。(3)研究對(duì)離散刀位點(diǎn)進(jìn)行NURBS曲線擬合處理方法。首先對(duì)刀位點(diǎn)進(jìn)行瑕疵點(diǎn)和冗余點(diǎn)的處理,然后進(jìn)行基于移動(dòng)最小二乘法的NURBS曲線擬合,得到光滑的刀具軌跡,并通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證擬合曲線的精度能夠滿足加工精度的要求。(4)通過(guò)加工仿真驗(yàn)證本文的等殘留高度法能夠在等距偏置三角網(wǎng)格模型中生成出無(wú)干涉的刀具軌跡。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控加工 三角網(wǎng)格 偏置模型 等殘留高度 擬合
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 自由曲面刀具軌跡規(guī)劃的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 參數(shù)幾何曲面的刀具軌跡規(guī)劃10-12
• 1.2.2 散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)曲面的刀具軌跡規(guī)劃12-13
• 1.2.3 三角網(wǎng)格曲面模型的刀具軌跡規(guī)劃13-14
• 1.3 基于三角網(wǎng)格曲面模型的偏置研究現(xiàn)狀14
• 1.4 三角網(wǎng)格曲面模型刀具軌跡規(guī)劃存在的問(wèn)題14-15
• 1.5 本文研究的內(nèi)容15-16
• 第二章 三角形網(wǎng)格模型等距偏置方法研究16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 STL三角網(wǎng)格模型的介紹16-17
• 2.3 STL三角網(wǎng)格的拓?fù)潢P(guān)系重建17-18
• 2.4 三角網(wǎng)格模型的偏置方法18-20
• 2.4.1 三角面片偏置法分析18-19
• 2.4.2 頂點(diǎn)偏置法分析19-20
• 2.5 頂點(diǎn)偏置干涉判斷20-22
• 2.6 頂點(diǎn)法矢偏置的精度分析22-26
• 2.7 基于頂點(diǎn)偏置的實(shí)例26-27
• 2.8 本章小結(jié)27-28
• 第三章 偏置網(wǎng)格模型等殘留高度刀具軌跡規(guī)劃28-42
• 3.1 概述28
• 3.2 偏置網(wǎng)格模型邊界處理28-29
• 3.3 偏置網(wǎng)格模型等殘留高度法原理29
• 3.4 殘留曲線的計(jì)算29-32
• 3.4.1 初始刀具軌跡的確立和離散30
• 3.4.2 構(gòu)建刀具半徑離散面30-31
• 3.4.3 刀具離散面與殘留網(wǎng)格面的求交31-32
• 3.5 殘留高度計(jì)算32-33
• 3.6 等殘留高度刀具軌跡的規(guī)劃33-35
• 3.6.1 構(gòu)建殘留離散面33-34
• 3.6.2 殘留離散面與刀位點(diǎn)網(wǎng)格面的求交34-35
• 3.7 網(wǎng)格邊界的刀具軌跡處理35-36
• 3.8 刀具軌跡干涉檢查與處理36-38
• 3.9 算例分析38-41
• 3.10 本章小結(jié)41-42
• 第四章 三角網(wǎng)格模型等殘留刀具軌跡的擬合42-51
• 4.1 概述42
• 4.2 刀位點(diǎn)樣條曲線擬合42
• 4.3 刀位點(diǎn)的預(yù)處理42-45
• 4.3.1 刀位瑕疵點(diǎn)的糾正43-44
• 4.3.2 刀位點(diǎn)冗余點(diǎn)的處理44-45
• 4.4 NURBS曲線的基本性質(zhì)45-46
• 4.5 三次NURBS曲線的擬合46-48
• 4.5.1 確定NURBS曲線節(jié)點(diǎn)矢量46
• 4.5.2 控制點(diǎn)的反算46-48
• 4.6 移動(dòng)最小二乘法NURBS曲線擬合刀軌的實(shí)例48-50
• 4.7 本章小結(jié)50-51
• 第五章 網(wǎng)格曲面模型的刀具軌跡仿真51-55
• 5.1 概述51
• 5.2 加工參數(shù)的分析51
• 5.2.1 刀具類型的確定51
• 5.2.2 走刀參數(shù)的確定51
• 5.3 實(shí)例仿真51-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 本文總結(jié)55
• 6.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 致謝60-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表的論文61

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 段黎明;羅勝;;基于工業(yè)CT圖像的數(shù)控代碼直接生成方法研究[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2008年07期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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4 陳建良;基于點(diǎn)的幾何模型及其CAD/CAM應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2005年

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3 楊誠(chéng);基于測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的直接數(shù)控仿形加工算法研究[D];浙江大學(xué);2004年

4 田均;多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控端銑干涉處理研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

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6 羅勝;工業(yè)CT切片圖像直接生成NC代碼方法研究及實(shí)現(xiàn)[D];重慶大學(xué);2007年

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8 陳艷;直接加工中散亂點(diǎn)云拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立的研究[D];江南大學(xué);2008年

9 劉元寶;工業(yè)CT圖像直接生成數(shù)控銑削代碼的方法研究[D];重慶大學(xué);2009年

10 辛浩;散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)曲面造型與數(shù)控加工刀位軌跡研究[D];北京交通大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：664371