自由曲面加工刀具軌跡規(guī)劃和數(shù)控程序生成研究.pdf

1、自由曲面也稱為復雜曲面，已經(jīng)廣泛應用于各種工程領域。自由曲面通常設計用來滿足和提高審美和功能需求，如汽輪機葉片、口腔修復體模型等。曲面的高效加工是現(xiàn)代工業(yè)中一個重要課題。隨著三維測量技術、逆向工程的快速發(fā)展，離散網(wǎng)格曲面數(shù)控加工技術得到了快速發(fā)展，因此本文基于三角網(wǎng)格曲面的數(shù)控加工技術進行了深入研究。
　　針對傳統(tǒng)截平面法計算效率低下的問題，設計了基于網(wǎng)格曲面鄰接關系的求交算法，去除了冗余的刀觸點數(shù)據(jù)。分析了網(wǎng)格曲面和截平面求交的

2、情況，充分考慮網(wǎng)格模型的鄰接關系，快速定位相鄰的交點，求交的同時也實現(xiàn)了交點的排序工作，提高了截交線的計算效率。在此基礎上，設計了等殘留環(huán)狀刀軌生成算法，采用基于頂點的偏置方法，構造局部截平面求交，通過基于交點的輪廓環(huán)方向判別方法對輪廓環(huán)進行裁剪處理，實現(xiàn)環(huán)狀軌跡的生成，減小了刀具軌跡的長度。
　　對于五軸數(shù)控加工的刀具定位，本文研究了在環(huán)形刀的刀具無干涉方位角C空間內整體優(yōu)化刀軸方向的算法。采用截平面法計算網(wǎng)格曲面的刀觸點軌跡。

3、根據(jù)刀具的局部干涉、后跟干涉和全局干涉確定刀具的C空間。在該C空間內，考慮機床的運動學性能，采用有向圖最短路徑Dijkstra算法，以相鄰刀觸點的兩個角速度變化量之和為權值，實現(xiàn)了刀軸矢量的整體光順，刀具的兩個角速度和角加速度變化較為均勻。
　　分析標準APT文件的格式，實現(xiàn)包含刀軌信息的APT文件的輸出，采用帶傾斜轉臺的五軸數(shù)控系統(tǒng)DMU50V的后置處理算法生成NC代碼。根據(jù)數(shù)控加工的流程，設計了基于三角網(wǎng)格模型的數(shù)控自動編程系