基于散亂點(diǎn)的數(shù)控加工刀位規(guī)劃.pdf

1、基于散亂點(diǎn)的數(shù)控加工是一種以物體表面上不附加任何幾何和拓?fù)湫畔?包括測量點(diǎn)的法矢、曲面邊界信息)的散亂點(diǎn)集為研究對象的方法。傳統(tǒng)加工中要經(jīng)過曲面擬合、等距、裁剪或三角網(wǎng)格剖分建立其曲面模型，進(jìn)而才能在曲面模型上生成數(shù)控加工刀位。這種方法相當(dāng)繁瑣費(fèi)時(shí)，而且精度難以保證。為了提高該領(lǐng)域數(shù)控加工的精度和效率，越來越多的研究人員致力于研究如何利用測量得到的散亂點(diǎn)直接生成數(shù)控加工刀位。 本論文以基于散亂點(diǎn)三軸數(shù)控加工刀位直接生成為核心內(nèi)容

2、，結(jié)合數(shù)控加工過程中的外延內(nèi)容，如邊界提取技術(shù)、最佳加工方向的選取等，對基于散亂點(diǎn)三軸數(shù)控加工的刀位規(guī)劃、刀位計(jì)算方法進(jìn)行了較為全面的研究。 論文首先針對單值曲面內(nèi)的完全散亂的、無組織的“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)，采用網(wǎng)格化的方法，先將“點(diǎn)云”投影并劃分網(wǎng)格，進(jìn)而定義出邊界網(wǎng)孔，通過計(jì)算邊界網(wǎng)孔內(nèi)任意一點(diǎn)與其周邊點(diǎn)間連線的夾角，以最大夾角小于某一給定閥值作為判斷該點(diǎn)是否為邊界點(diǎn)的條件，提取出散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始邊界曲線；然后又通過B樣條曲線擬合技

3、術(shù)對初始邊界曲線進(jìn)行了光順，并求出光順后邊界線的切矢及法線方向，進(jìn)而構(gòu)造出邊界曲線的等距線。 接著以抬刀次數(shù)最少為優(yōu)化目標(biāo)，通過引入計(jì)算幾何中單調(diào)鏈的概念，確定了最佳的行切加工方向和最少單調(diào)鏈數(shù)；給出了在平面區(qū)域內(nèi)行切法加工的Z字形刀位連接方法，針對圓環(huán)刀、球頭刀和平頭刀，提出了不發(fā)生干涉的曲面三軸數(shù)控加工刀位計(jì)算方法，并通過清根加工對刀位軌跡進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了針對散亂點(diǎn)測量數(shù)據(jù)直接生成數(shù)控加工刀位。之后對基于散亂點(diǎn)模具型腔的數(shù)控