本文關鍵詞：基于零件點云直接生成模具加工程序的算法研究

  更多相關文章： 點云數(shù)據(jù) 模具 曲面法向量 刀位點 坐標變換

【摘要】：基于零件點云直接生成模具加工程序的算法研究是以零件表面上沒有拓撲關系的點云數(shù)據(jù)作為研究對象來直接生成其模具的數(shù)控加工程序的一種逆向工程方法。傳統(tǒng)的逆向工程處理流程是先根據(jù)點云數(shù)據(jù)進行曲面重構，曲面擬合，三角網(wǎng)格劃分建立其曲面模型，然后在該曲面模型的基礎上生成數(shù)控加工軌跡，進而生成零件的數(shù)控加工G代碼。但傳統(tǒng)的逆向工程處理方式是比較繁瑣、費時的過程，很容易造成表面建模誤差，很難保證精度。為了改善傳統(tǒng)逆向工程，國內(nèi)外很多的科研人員開始研究如何利用點云數(shù)據(jù)直接生成數(shù)控加工程序。 本文首先介紹了點云數(shù)據(jù)的兩種主要的獲取方法，簡述了點云數(shù)據(jù)的預處理過程，通過激光掃描儀測量獲取的點云數(shù)據(jù)自帶預處理功能，再根據(jù)預處理之后的零件點云數(shù)據(jù)，運用主元素分析法，計算點云局部曲面的協(xié)方差矩陣，，通過證明確定該矩陣的最小特征值對應的特征向量就是點云數(shù)據(jù)局部點的法向量。利用曲面的法向量的反向和偏置把零件點云數(shù)據(jù)點進行轉換得到模具的曲面全局法向量。 本文根據(jù)刀位點軌跡生成算法中的等殘留高度法來生成點云模型的刀位點軌跡。介紹了工件坐標系與機床坐標系之間的坐標變換方法，通過VB編程把工件坐標系中的刀位點數(shù)據(jù)，即球頭銑刀刀頭中心位置和刀具軸的矢量方向變換到機床坐標系，進而把刀位點軌跡轉換成NC機床代碼，最終求出生成模具的數(shù)控加工G代碼。
【關鍵詞】：點云數(shù)據(jù) 模具 曲面法向量 刀位點 坐標變換
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題的研究背景和意義8-9
• 1.2 逆向工程與數(shù)控技術結合的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 基于點云數(shù)據(jù)的曲面造型技術10
• 1.4 由已知零件曲面生成數(shù)控加工刀位點軌跡技術10-11
• 1.5 基于點云數(shù)據(jù)直接生成刀位點軌跡算法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.6 本文研究的內(nèi)容12-14
• 第2章 點云數(shù)據(jù)的獲取和預處理14-23
• 2.1 零件點云數(shù)據(jù)的獲取14-19
• 2.1.1 接觸式三坐標測量機簡介15-17
• 2.1.2 非接觸式三維激光掃描儀獲得點云數(shù)據(jù)簡介17-19
• 2.2 點云數(shù)據(jù)的預處理19-22
• 2.2.1 點云數(shù)據(jù)的異常點處理19-21
• 2.2.2 點云數(shù)據(jù)的噪聲去除21
• 2.2.3 對三維激光掃描獲得的點云數(shù)據(jù)的預處理21-22
• 2.3 本章小結22-23
• 第3章 點云數(shù)據(jù)法向量的計算23-32
• 3.1 曲面法向量的計算23
• 3.2 點云數(shù)據(jù)的法向量計算與調整23-29
• 3.3 點云局部曲率計算29-31
• 3.4 本章小結31-32
• 第4章 點云的刀位點計算32-43
• 4.1 常見的刀位點軌跡的生成方法32-35
• 4.2 走刀模式分析35-36
• 4.3 點云等殘高刀位點軌跡的生成36-42
• 4.3.1 刀位點軌跡的基本概念36-37
• 4.3.2 點云的坐標變換37-38
• 4.3.3 步長的確定38-39
• 4.3.4 切削行距的計算39-41
• 4.3.5 等殘高刀位點軌跡的生成41-42
• 4.4 本章小結42-43
• 第5章 生成 G 代碼43-54
• 5.1 數(shù)控機床的坐標系統(tǒng)43-44
• 5.2 常見五坐標機床結構44-46
• 5.3 幾種常用的五坐標機床的坐標變換46-49
• 5.4 五坐標機床直接加工 G 代碼生成49-53
• 5.5 本章小結53-54
• 第6章 結論與展望54-55
• 參考文獻55-58
• 在學研究成果58-59
• 致謝59

【參考文獻】

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本文編號：678491