本文關(guān)鍵詞：基于RE的曲面加工刀具軌跡快速生成，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在曲面仿形加工中，需要逆向工程(RE)與計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)相結(jié)合。通常的方法是對實(shí)物曲面進(jìn)行數(shù)字化，然后處理測量點(diǎn)，并重建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。再由測量點(diǎn)構(gòu)造零件曲面，然后連接CAM系統(tǒng)進(jìn)行加工。整個(gè)過程冗長繁瑣，而且數(shù)據(jù)處理算法穩(wěn)定性差，曲面重構(gòu)質(zhì)量取決于研究人員的經(jīng)驗(yàn)與主觀判斷。精度難以保證，阻礙RE與CAM集成系統(tǒng)的構(gòu)建與發(fā)展。 本文提出了一種根據(jù)曲面上測量數(shù)據(jù)，，不經(jīng)過曲面重構(gòu)直接生成刀具軌跡的方法。該方法不需要進(jìn)行繁瑣的數(shù)據(jù)處理，并且避開曲面重構(gòu)過程產(chǎn)生的諸多不利因素。將測量與加工所用的模型統(tǒng)一起來。 課題以二次曲面為研究對象，對比各種測量方法的主要特點(diǎn)，選擇由解析式模擬三坐標(biāo)接觸測量，獲取均勻有序離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的方法。比較了用微平面與微球面法對曲面半徑補(bǔ)償所產(chǎn)生的誤差。使用Z-map模型組織獲取的數(shù)據(jù)，構(gòu)建與測量數(shù)據(jù)對應(yīng)的C型與R型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，給出基于Z-map數(shù)據(jù)模型更新和等高線加工策略。選取雙三次B樣條法獲取離散點(diǎn)微分幾何信息。應(yīng)用基于等殘高原理的刀具軌跡生成方法對目標(biāo)曲面進(jìn)行加工。在計(jì)算刀具軌跡的同時(shí)，使用了三角面片法，對刀軸矢量進(jìn)行干涉檢測與修正，并針對局部啃切問題進(jìn)行角度檢驗(yàn)。由密切曲面與切觸點(diǎn)處主曲率關(guān)系，按R數(shù)據(jù)索引方向遍歷整個(gè)Z-map模型，生成曲面加工刀具軌跡。 本論文對曲面的數(shù)字化過程及其數(shù)控加工的研究具有一定的理論意義與實(shí)用價(jià)值，對更好地實(shí)現(xiàn)RE與CAM集成提供了參考與借鑒。
【關(guān)鍵詞】：曲面仿形加工 數(shù)據(jù)獲取 Z-map模型 等殘留高度 刀具軌跡
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH164
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 逆向工程簡述11-12
• 1.2 逆向工程的應(yīng)用12-13
• 1.3 由數(shù)據(jù)點(diǎn)直接生成刀具軌跡的研究研究背景13-16
• 1.3.1 國外現(xiàn)狀15
• 1.3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀15-16
• 1.4 課題研究意義及主要內(nèi)容16-19
• 1.4.1 課題意義16-17
• 1.4.2 課題主要內(nèi)容17-19
• 第2章 數(shù)據(jù)獲取19-31
• 2.1 數(shù)據(jù)獲取概述19
• 2.2 選擇測量方式19-22
• 2.2.1 非接觸式測量方法20-21
• 2.2.2 接觸式測量方法21
• 2.2.3 選取測量方式21-22
• 2.3 三坐標(biāo)接觸測量22-24
• 2.3.1 三坐標(biāo)測量機(jī)簡介22
• 2.3.2 選擇接觸測量機(jī)掃描方式22-24
• 2.4 接觸測量數(shù)據(jù)處理24-28
• 2.4.1 消除數(shù)據(jù)中的噪聲點(diǎn)24-25
• 2.4.2 接觸式測頭數(shù)據(jù)采集原理25-26
• 2.4.3 微平面法補(bǔ)償法26-27
• 2.4.4 微球面半徑補(bǔ)償法27-28
• 2.5. 補(bǔ)償方法比較28-30
• 2.5.1 選擇二次曲面28-29
• 2.5.2 比較半徑補(bǔ)償方法29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 建立數(shù)據(jù)模型31-47
• 3.1 采集到的數(shù)據(jù)特征31-32
• 3.2 建立 Z-map 模型32-36
• 3.2.1 Z-map 數(shù)據(jù)模型簡述32-33
• 3.2.2 Z-map 模型相關(guān)參數(shù)33-34
• 3.2.3 根據(jù)測量數(shù)據(jù)生成 Z-map 模型34-36
• 3.3 Z-map 模型的應(yīng)用策略36-39
• 3.3.1 Z-map 模型的更新策略37-38
• 3.3.2 Z-map 模型的等高線加工策略38-39
• 3.4 數(shù)據(jù)點(diǎn)微分幾何信息39-46
• 3.4.1 曲面微分計(jì)算方法39-42
• 3.4.2 選擇數(shù)據(jù)處理方法42-44
• 3.4.3 雙三次 B 樣條插值法獲取微分幾何信息44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 生成刀具軌跡47-71
• 4.1 數(shù)控刀位規(guī)劃相關(guān)概念47-48
• 4.1.1 曲面端銑使用刀具47
• 4.1.2 刀具軌跡相關(guān)定義47-48
• 4.2 等殘留高度法48-50
• 4.3 確定五軸加工路徑參數(shù)50-55
• 4.3.1 局部微分幾何模型51-55
• 4.3.2 選定初始刀位角度55
• 4.4 刀具軌跡干涉處理55-64
• 4.4.1 刀具干涉類型56-57
• 4.4.2 由 Z-map 數(shù)據(jù)構(gòu)造三角面片57-58
• 4.4.3 刀具干涉判定58-60
• 4.4.4 刀具軌跡干涉修正60-62
• 4.4.5 Z-map 三角面片刀具軌跡干涉檢驗(yàn)計(jì)算步驟62-63
• 4.4.6 由曲面局部微分特征檢驗(yàn)刀具角度63-64
• 4.5 確定刀具軌跡參數(shù)64-69
• 4.5.1 加工帶寬的計(jì)算65-67
• 4.5.2 相鄰刀觸點(diǎn)路徑計(jì)算67-68
• 4.5.3 由刀觸點(diǎn)轉(zhuǎn)化為刀位數(shù)據(jù)68-69
• 4.6 刀具軌跡生成流程69-70
• 4.7 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 攻讀碩士期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果75-76
• 致謝76-77
• 作者簡介77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：300071