基于協(xié)調(diào)映射的網(wǎng)格曲面軌跡規(guī)劃策略研究.pdf

1、近年來(lái)，關(guān)于自由曲面的刀具軌跡規(guī)劃問(wèn)題的研究已經(jīng)很深入，但是針對(duì)離散三角網(wǎng)格曲面的規(guī)劃方法并不多，通常只有等截面法，往往不能滿足實(shí)際加工的需要。針對(duì)于此，本論文提出了一種基于映射建模的刀具軌跡規(guī)劃方法，其基本思路是先選擇恰當(dāng)?shù)挠成浞椒▽㈦x散三角網(wǎng)格映射到參數(shù)曲面，在參數(shù)域進(jìn)行軌跡規(guī)劃，然后將生成的軌跡映射回原三角網(wǎng)格曲面，即得到所需的刀具軌跡。 本文探討了映射方法的選擇。此步驟是整個(gè)規(guī)劃方法的基礎(chǔ)。協(xié)調(diào)映射因?yàn)榫哂凶冃涡?、網(wǎng)格不

2、會(huì)重疊等優(yōu)點(diǎn)，被作為最佳選擇。根據(jù)協(xié)調(diào)映射的理論，建立了平面上圓形域、矩形域、多邊形域等參數(shù)域的映射模型，可根據(jù)軌跡規(guī)劃的需要來(lái)選擇映射的邊界。由于協(xié)調(diào)映射時(shí)所需處理的數(shù)據(jù)量很大，給出了編程時(shí)具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中大型稀疏矩陣采用三元組壓縮存儲(chǔ)。在參數(shù)域上規(guī)劃刀具軌跡，并提出了一種基于平面螺旋線制導(dǎo)的螺旋型刀具軌跡的生成新方法。針對(duì)網(wǎng)格曲面，建立了曲面上任一點(diǎn)處的法矢和曲率的計(jì)算模型，進(jìn)而確定網(wǎng)格曲面路徑間距及步長(zhǎng)，建立相應(yīng)的計(jì)算模型。根

3、據(jù)協(xié)調(diào)映射及相關(guān)理論，建立了原網(wǎng)格曲面和參數(shù)域曲面的路徑間距及步長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。采用B樣條技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了離散型刀觸點(diǎn)軌跡的解析表達(dá)。 為了生成原網(wǎng)格域上的刀具軌跡，根據(jù)協(xié)調(diào)映射求解得到其逆映射，將刀觸點(diǎn)軌跡由參數(shù)域逆映射回網(wǎng)格曲面，還給出了三角形面積坐標(biāo)法簡(jiǎn)化此步驟。根據(jù)所選擇的刀具——平底刀，推導(dǎo)得到刀觸點(diǎn)轉(zhuǎn)化為刀位點(diǎn)的公式，建立計(jì)算模型。對(duì)干涉問(wèn)題進(jìn)行研究，探討調(diào)整刀軸矢量來(lái)解決干涉的問(wèn)題。最后根據(jù)模型將刀觸點(diǎn)軌跡轉(zhuǎn)化為刀位點(diǎn)軌