目前,金剛石工具的制備依然采用傳統(tǒng)的加工工藝流程,即通過人工的方式對天然金剛石進行加工工藝設(shè)計。此制備技術(shù)大大依賴于操作者的人工經(jīng)驗,不但過程復(fù)雜而且結(jié)果也很難準(zhǔn)確。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,一些新的方法與設(shè)備逐漸被引入到天然金剛石加工的環(huán)節(jié)中來。本文將傳統(tǒng)的天然金剛石工藝規(guī)劃方法與計算機技術(shù)相結(jié)合,形成了一套面對工具應(yīng)用的天然金剛石規(guī)劃策略。首先,設(shè)計了圖像采集平臺,能夠在待加工的天然金剛原石旋轉(zhuǎn)一周時采集金剛石在不同位置的二維圖像。應(yīng)用SIFT算法找出每張圖像中的匹配點,進行兩兩匹配;應(yīng)用SFM算法計算每幀二維圖像在重建空間中的相機位置并生成稀疏點云;應(yīng)用PMVS算法對稀疏點云進行加密生成稠密點云;應(yīng)用泊松表面重建算法把這些點連成面,最終建立天然金剛石原石的三維模型。其次,基于金剛石晶體各向異性的力學(xué)特征并結(jié)合晶體的周期鍵鏈（PBC）理論,分析了天然金剛石典型晶面加工的難易程度以及天然金剛石工具主要表面的使用性能,為面對工具應(yīng)用的天然金剛石的工藝過程規(guī)劃提供理論依據(jù)。然后,將三維重建技術(shù)與晶體定向技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計并搭建了基于重建天然金剛石的晶體定向試驗平臺,通過立方晶體中各晶面的位... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 計算機輔助天然金剛石規(guī)劃技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 三維重建技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 天然金剛石晶體定向技術(shù)
        1.3.1 金剛石晶體的人工目測定向
        1.3.2 金剛石晶體的X射線定向
        1.3.3 金剛石晶體的激光定向
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 天然金剛石的可視化表征
    2.1 引言
    2.2 基于圖像序列的三維重建技術(shù)原理
        2.2.1 圖像預(yù)處理算法
        2.2.2 基于SIFT的圖像序列配準(zhǔn)
        2.2.3 基于SFM的稀疏重建
        2.2.4 基于PMVS的稠密重建
        2.2.5 泊松表面重建
    2.3 天然金剛石的三維重建試驗
        2.3.1 圖像采集平臺的搭建
        2.3.2 相機標(biāo)定與天然金剛石三維重建試驗
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于周期鍵鏈（PBC）的天然金剛石性能分析
    3.1 引言
    3.2 天然金剛石中的周期鍵鏈
    3.3 天然金剛石中各典型晶面的加工難易程度
    3.4 天然金剛石工具表面晶面選擇對使用性能的影響
    3.5 結(jié)合使用性能與加工難易程度的晶面選用準(zhǔn)則
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于重建天然金剛石的晶體定向試驗研究
    4.1 引言
    4.2 結(jié)合三維重建的天然金剛石晶體定向技術(shù)研究
        4.2.1 晶體定向識別的第一個晶面在重建空間中的空間方程
        4.2.2 當(dāng)識別晶面為（111）晶面時其它晶面的數(shù)學(xué)模型
        4.2.3 當(dāng)識別晶面為（110）晶面時其它晶面的數(shù)學(xué)模型
    4.3 試驗準(zhǔn)備與試驗方案設(shè)計
        4.3.1 試驗方案設(shè)計
        4.3.2 實驗平臺設(shè)計與搭建
    4.4 基于重建天然金剛石的晶體定向試驗
    4.5 本章小結(jié)
第5章 典型天然金剛石工具的最優(yōu)切割方案
    5.1 引言
    5.2 典型天然金剛石工具基于VBA的參數(shù)化建模
        5.2.1 典型天然金剛石工具的參數(shù)分析
        5.2.2 直線修光刃金剛石刀具參數(shù)化建模
        5.2.3 圓弧修光刃金剛石刀具參數(shù)化建模
    5.3 天然金剛石工具與天然金剛石原石的最優(yōu)匹配方案
        5.3.1 結(jié)合工具性能的3個旋轉(zhuǎn)自由度的約束
        5.3.2 結(jié)合幾何位置的3個平移自由度的約束
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄A 各晶面具體計算過程
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果
致謝



本文編號：3040900