五次樣條在數(shù)控加工中的全過(guò)程應(yīng)用技術(shù).pdf

1、樣條函數(shù)是應(yīng)用非常廣泛的數(shù)學(xué)工具,在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)以及逆向工程(RE)等技術(shù)領(lǐng)域中更是必不可少的非常有用的工具,具有特別重要的工程意義.隨著高速加工技術(shù)的發(fā)展,樣條函數(shù)在自由曲面高速加工中的應(yīng)用越來(lái)越受到重視,樣條處理技術(shù)得到越來(lái)越多的研究,開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,并已成為數(shù)控加工技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一.論文重點(diǎn)對(duì)五次樣條插值算法及其在RE、NC編程和CNC技術(shù)等方面的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研

2、究,建立了一套完整的五次樣條處理理論、方法及應(yīng)用技術(shù)體系.此外,對(duì)基于STEP-NC的新一代開(kāi)放式CNC系統(tǒng)進(jìn)行了初步探索.主要內(nèi)容包括:(1)概要分析了樣條函數(shù)在數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究及發(fā)展?fàn)顩r,并著重分析了自由曲面高速加工中存在的問(wèn)題以及CNC系統(tǒng)的研究與發(fā)展趨勢(shì).(2)雖然樣條曲線具有廣泛的應(yīng)用,但對(duì)五次樣條插值算法的研究卻很少.因此,完善、推導(dǎo)和開(kāi)發(fā)了多種五次樣條插值算法,并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試和評(píng)價(jià).(3)針對(duì)大量稠密數(shù)字化數(shù)

3、據(jù)五次樣條插值的需要,開(kāi)發(fā)了兩種插值節(jié)點(diǎn)自動(dòng)選擇算法:五次曲線法和六次曲線法.(4)解決自由曲面高速加工中所存在問(wèn)題的根本途徑就是研究開(kāi)發(fā)基于樣條的新型曲線實(shí)時(shí)插補(bǔ)技術(shù),以適應(yīng)高速加工的特別需求.(5)開(kāi)發(fā)面向逆向工程的CNC系統(tǒng)是非常必要的,它比傳統(tǒng)的逆向工程軟件與CNC系統(tǒng)相獨(dú)立的處理模式相比,具有更大優(yōu)勢(shì).系統(tǒng)研究了逆向工程技術(shù)及面向逆向工程的CNC系統(tǒng),簡(jiǎn)要介紹了所開(kāi)發(fā)的實(shí)用系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能組成.(6)STEP-NC(Dat

4、a model for Computerized Numerical Controllers)是一個(gè)新的CNC數(shù)據(jù)模型國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO 14649),而基于STEP-NC的CNC系統(tǒng)(STEP-CNC)毫無(wú)疑問(wèn)將成為下一代CNC系統(tǒng),它必將取代基于ISO 6983的傳統(tǒng)CNC系統(tǒng).系統(tǒng)深入研究了STEP-CNC的體系結(jié)構(gòu)及其功能組成,提出了與目前所采用的三種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同的更加完善的開(kāi)放式STEP-CNC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),即基于SFPS的體系結(jié)