義齒專用數(shù)控虛擬機(jī)床的實(shí)現(xiàn)與加工仿真
發(fā)布時(shí)間:2021-11-11 18:28
由于中國人口老齡化的加重和生活水平的提高,人們對口腔修復(fù)提出了更高的要求。而國內(nèi)目前義齒加工主要還是采用傳統(tǒng)的手工制作方法,該種方法不僅工序繁瑣,制作周期長,消耗人力資源多,牙齒不美觀,而且不能滿足現(xiàn)代臨床一次性就診的要求。國外已有多種商品化的臨床椅旁型義齒CAD/CAM系統(tǒng),這類系統(tǒng)加工方法不但操作簡單、加工時(shí)間短,外形美觀,而且整個(gè)過程可在患者旁邊完成,滿足現(xiàn)代臨床一次性就診要求。所以研究出一套適合中國國情的義齒CAD/CAM系統(tǒng)就顯得十分必要了。由于每個(gè)修復(fù)體表面復(fù)雜不能用手工完成其程序的編程,如何保證利用軟件生成的數(shù)控程序的正確性;如何保證義齒在多軸聯(lián)動(dòng)加工中不發(fā)生過切、欠切、碰撞等現(xiàn)象,從而造成不必要的損失,成為義齒數(shù)控加工中的難點(diǎn)。通過查閱義齒加工相關(guān)文獻(xiàn)資料,系統(tǒng)研究了義齒加工系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景。深入學(xué)習(xí)了UG加工模塊和后處理模塊,對專業(yè)數(shù)控仿真軟件VERICUT進(jìn)行了全面的學(xué)習(xí)。探討了利用五軸數(shù)控機(jī)床加工義齒的必要性,并計(jì)算了義齒加工參數(shù)、給出了義齒加工策略。利用UG的CAD模塊構(gòu)建了五軸數(shù)控機(jī)床模型,在CAM模塊中完成了對義齒加工數(shù)控程序的生成,并利用UG POS...
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 國內(nèi)外義齒CAE/CAM系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 傳統(tǒng)口腔修復(fù)工藝和現(xiàn)代口腔CAD/CAM技術(shù)
1.2.2 國內(nèi)義齒CAD/CAM加工系統(tǒng)
1.2.3 國外CAD/CAM義齒加工系統(tǒng)
1.3 虛擬制造
1.3.1 虛擬制造技術(shù)
1.3.2 義齒虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)
1.4 課題研究的任務(wù)
第2章 義齒加工系統(tǒng)與工藝規(guī)劃
2.1 義齒CAD/CAM系統(tǒng)
2.1.1 激光掃描系統(tǒng)
2.1.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
2.1.3 小型數(shù)控加工系統(tǒng)
2.2 CAD/CAM義齒加工系統(tǒng)分類
2.2.1 “椅旁”型系統(tǒng)
2.2.2 “技工室”型系統(tǒng)
2.3 機(jī)床選擇
2.4 義齒毛坯的加工性分析
2.5 加工刀具設(shè)計(jì)
2.5.1 刀具材料選擇
2.5.2 加工刀具設(shè)計(jì)
2.6 義齒加工工藝分析
2.6.1 走刀路線的選擇
2.6.2 加工參數(shù)的確定
2.6.3 電機(jī)選擇
2.6.4 卡具設(shè)計(jì)
2.7 數(shù)控系統(tǒng)的選擇
第3章 自動(dòng)生成加工路徑
3.1 自動(dòng)編程
3.1.1 自動(dòng)編程的分類
3.1.2 自動(dòng)編程的基本原理
3.1.3 UG自動(dòng)編程軟件
3.2 義齒模型數(shù)據(jù)庫
3.2.1 模型校準(zhǔn)
3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)牙齒數(shù)據(jù)庫
3.3 刀具軌跡的創(chuàng)建
3.3.1 加工坐標(biāo)系的設(shè)定
3.3.2 加工操作類型的確定
3.3.3 驅(qū)動(dòng)方式選擇
3.3.4 切削方式的選擇
3.3.5 加工刀具的建立
3.3.6 刀具軌跡的生成
3.4 軟件設(shè)計(jì)
3.4.1 UG與VERICUT連接的接口配置
3.4.2 用戶化模版定制
第4章 五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)技術(shù)與程序后處理
4.1 曲線插補(bǔ)技術(shù)
4.2 曲線插補(bǔ)方法
4.2.1 Bezier曲線
4.2.2 B樣條曲線
4.2.3 NURBS插補(bǔ)方法
4.2.4 曲線插補(bǔ)的處理方式
4.3 后處理坐標(biāo)變換
4.3.1 五軸雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換模型
4.3.2 運(yùn)動(dòng)方程求解
4.4 UG POST制作后處理器
4.4.1 機(jī)床參數(shù)設(shè)置
4.4.2 程序與刀具路徑
第5章 義齒專用數(shù)控機(jī)床的建立
5.1 義齒加工虛擬機(jī)床模型的建立
5.2 VERICUT簡介
5.3 在VERICUT中對虛擬機(jī)床進(jìn)行配置
5.3.1 建立機(jī)床組件樹
5.3.2 刀具文件的建立
5.3.3 設(shè)定虛擬機(jī)床參數(shù)
第6章 義齒加工仿真與刀具軌跡優(yōu)化
6.1 VERICUT義齒加工質(zhì)量檢查
6.1.1 VERICUT中的機(jī)床干涉檢查
6.1.2 加工質(zhì)量檢查
6.2 VERICUT切削速度優(yōu)化
6.2.1 VERICUT切削速度優(yōu)化方法
6.3 基于VERICUT數(shù)控刀具軌跡優(yōu)化
6.3.1 基于VERICUT的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立
6.3.2 優(yōu)化結(jié)果分析
第7章 結(jié)論和展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]UG NX7.5和VERICUT7.0集成環(huán)境下整體葉輪虛擬加工技術(shù)的研究[J]. 姜增輝,唐文龍,王月. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2011(04)
[2]椅旁CEREC3D CAD/CAM全瓷修復(fù)體臨床療效的初步評價(jià)[J]. 盧禮,張萍,周燕,汪蕾,武海波,裘松波. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(20)
[3]五軸數(shù)控機(jī)床通用坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)變換及求解方法的研究[J]. 李永橋,陳強(qiáng),諶永祥. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2010(10)
[4]牙齒材料的選擇與護(hù)理[J]. 曹妙云,樊靜. 當(dāng)代醫(yī)學(xué). 2010(27)
[5]椅旁牙科CAD/CAM系統(tǒng)及臨床應(yīng)用進(jìn)展[J]. 譚曉蕾,張少鋒,郭航. 口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志. 2008(03)
[6]基于五軸機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)分析的后處理研究[J]. 陳良驥,劉元朋. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2008(05)
[7]基于VERICUT的數(shù)控機(jī)床加工仿真與優(yōu)化[J]. 朱正祥,黃筱調(diào). 現(xiàn)代制造工程. 2008(03)
[8]五軸聯(lián)動(dòng)NURBS曲線插補(bǔ)方法的研究[J]. 徐志明,王宇晗. 上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]數(shù)控系統(tǒng)中的NURBS曲線插補(bǔ)技術(shù)[J]. 李杰,馬躍. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(19)
[10]基于VERICUT的數(shù)控加工優(yōu)化的研究與應(yīng)用[J]. 聶伍兵,李國龍,徐宗俊. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2007(02)
博士論文
[1]義齒CAD關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)[D]. 宋雅麗.天津大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于逆向工程的義齒底層冠三維重建系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 劉佳龍.東北大學(xué) 2010
[2]基于VERICUT的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究[D]. 魏林.沈陽理工大學(xué) 2008
[3]義齒CAD/CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其若干技術(shù)研究[D]. 朱侃.天津大學(xué) 2004
本文編號:3489312
【文章來源】:東北大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 國內(nèi)外義齒CAE/CAM系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 傳統(tǒng)口腔修復(fù)工藝和現(xiàn)代口腔CAD/CAM技術(shù)
1.2.2 國內(nèi)義齒CAD/CAM加工系統(tǒng)
1.2.3 國外CAD/CAM義齒加工系統(tǒng)
1.3 虛擬制造
1.3.1 虛擬制造技術(shù)
1.3.2 義齒虛擬制造的關(guān)鍵技術(shù)
1.4 課題研究的任務(wù)
第2章 義齒加工系統(tǒng)與工藝規(guī)劃
2.1 義齒CAD/CAM系統(tǒng)
2.1.1 激光掃描系統(tǒng)
2.1.2 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)
2.1.3 小型數(shù)控加工系統(tǒng)
2.2 CAD/CAM義齒加工系統(tǒng)分類
2.2.1 “椅旁”型系統(tǒng)
2.2.2 “技工室”型系統(tǒng)
2.3 機(jī)床選擇
2.4 義齒毛坯的加工性分析
2.5 加工刀具設(shè)計(jì)
2.5.1 刀具材料選擇
2.5.2 加工刀具設(shè)計(jì)
2.6 義齒加工工藝分析
2.6.1 走刀路線的選擇
2.6.2 加工參數(shù)的確定
2.6.3 電機(jī)選擇
2.6.4 卡具設(shè)計(jì)
2.7 數(shù)控系統(tǒng)的選擇
第3章 自動(dòng)生成加工路徑
3.1 自動(dòng)編程
3.1.1 自動(dòng)編程的分類
3.1.2 自動(dòng)編程的基本原理
3.1.3 UG自動(dòng)編程軟件
3.2 義齒模型數(shù)據(jù)庫
3.2.1 模型校準(zhǔn)
3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)牙齒數(shù)據(jù)庫
3.3 刀具軌跡的創(chuàng)建
3.3.1 加工坐標(biāo)系的設(shè)定
3.3.2 加工操作類型的確定
3.3.3 驅(qū)動(dòng)方式選擇
3.3.4 切削方式的選擇
3.3.5 加工刀具的建立
3.3.6 刀具軌跡的生成
3.4 軟件設(shè)計(jì)
3.4.1 UG與VERICUT連接的接口配置
3.4.2 用戶化模版定制
第4章 五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)技術(shù)與程序后處理
4.1 曲線插補(bǔ)技術(shù)
4.2 曲線插補(bǔ)方法
4.2.1 Bezier曲線
4.2.2 B樣條曲線
4.2.3 NURBS插補(bǔ)方法
4.2.4 曲線插補(bǔ)的處理方式
4.3 后處理坐標(biāo)變換
4.3.1 五軸雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換模型
4.3.2 運(yùn)動(dòng)方程求解
4.4 UG POST制作后處理器
4.4.1 機(jī)床參數(shù)設(shè)置
4.4.2 程序與刀具路徑
第5章 義齒專用數(shù)控機(jī)床的建立
5.1 義齒加工虛擬機(jī)床模型的建立
5.2 VERICUT簡介
5.3 在VERICUT中對虛擬機(jī)床進(jìn)行配置
5.3.1 建立機(jī)床組件樹
5.3.2 刀具文件的建立
5.3.3 設(shè)定虛擬機(jī)床參數(shù)
第6章 義齒加工仿真與刀具軌跡優(yōu)化
6.1 VERICUT義齒加工質(zhì)量檢查
6.1.1 VERICUT中的機(jī)床干涉檢查
6.1.2 加工質(zhì)量檢查
6.2 VERICUT切削速度優(yōu)化
6.2.1 VERICUT切削速度優(yōu)化方法
6.3 基于VERICUT數(shù)控刀具軌跡優(yōu)化
6.3.1 基于VERICUT的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立
6.3.2 優(yōu)化結(jié)果分析
第7章 結(jié)論和展望
7.1 結(jié)論
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]UG NX7.5和VERICUT7.0集成環(huán)境下整體葉輪虛擬加工技術(shù)的研究[J]. 姜增輝,唐文龍,王月. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2011(04)
[2]椅旁CEREC3D CAD/CAM全瓷修復(fù)體臨床療效的初步評價(jià)[J]. 盧禮,張萍,周燕,汪蕾,武海波,裘松波. 第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(20)
[3]五軸數(shù)控機(jī)床通用坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)變換及求解方法的研究[J]. 李永橋,陳強(qiáng),諶永祥. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2010(10)
[4]牙齒材料的選擇與護(hù)理[J]. 曹妙云,樊靜. 當(dāng)代醫(yī)學(xué). 2010(27)
[5]椅旁牙科CAD/CAM系統(tǒng)及臨床應(yīng)用進(jìn)展[J]. 譚曉蕾,張少鋒,郭航. 口腔頜面修復(fù)學(xué)雜志. 2008(03)
[6]基于五軸機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)分析的后處理研究[J]. 陳良驥,劉元朋. 制造技術(shù)與機(jī)床. 2008(05)
[7]基于VERICUT的數(shù)控機(jī)床加工仿真與優(yōu)化[J]. 朱正祥,黃筱調(diào). 現(xiàn)代制造工程. 2008(03)
[8]五軸聯(lián)動(dòng)NURBS曲線插補(bǔ)方法的研究[J]. 徐志明,王宇晗. 上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(01)
[9]數(shù)控系統(tǒng)中的NURBS曲線插補(bǔ)技術(shù)[J]. 李杰,馬躍. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(19)
[10]基于VERICUT的數(shù)控加工優(yōu)化的研究與應(yīng)用[J]. 聶伍兵,李國龍,徐宗俊. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2007(02)
博士論文
[1]義齒CAD關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)[D]. 宋雅麗.天津大學(xué) 2006
碩士論文
[1]基于逆向工程的義齒底層冠三維重建系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 劉佳龍.東北大學(xué) 2010
[2]基于VERICUT的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)的研究[D]. 魏林.沈陽理工大學(xué) 2008
[3]義齒CAD/CAM系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其若干技術(shù)研究[D]. 朱侃.天津大學(xué) 2004
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