一种无干涉曲面刀具路径生成算法

基于曲面分割技术 ,介绍了一种无干涉刀具路径生成算法 ,该算法能够对加工条件的变化 (如刀具直径变化 )做出快速响应 ,实时产生可靠的无干涉刀具路径 .仿真结果证明了对于各种刀具 (包括球头刀及非球头刀 )都是适用的 ,刀具变化时能很快地生成无干涉刀具路径     

一种无干涉曲面刀具路径生成算法

基于曲面侵害技术,介绍了一种无干涉刀具路径生成算法,该算法能够对加工条件的变化（如刀具直径变化）做出快速响应,实时产生可靠的无干涉刀具路径。仿真结果证明了对于各种刀具（包括球头刀及非球头刀）都是适用的,刀具变化时能很快地生成无干涉刀具路径。     

三阶切触法加工自由曲面无干涉刀位规划

基于三阶切触法刀具包络曲面的局部重建原理,提出了刀具可行空间约束下平底刀加工自由曲面的无干涉刀位规划方法. 通过工件表面到刀具轴线的距离来分析刀具与工件的局部和整体干涉,并解析求解二阶切触刀具姿态,进而建立二阶切触无干涉刀具可行空间. 在此基础上,通过计算设计曲面与包络曲面沿进给垂直方向的诱导法曲率导数,在可行空间内优化搜索最接近三阶切触的刀位. 拉伸曲面和螺旋曲面的刀位规划和切削带宽的计算结果表明,该方法可以有效地避免刀具干涉,并显著提高加工效率.     

多轴机床加工自由曲面的干涉避免与刀轴优化

针对平底刀加工复杂自由曲面，从刀具与曲面的干涉特征分析入手，提出了“无刀底干涉→无曲率、刀杆干涉”的刀具干涉避免策略，并阐述了相应的刀轴矢量调整方法．实例分析表明，算法的应用不仅能快速、有效地解决平底刀加工自由曲面的干涉问题，而且也能促进自由曲面加工效率的进一步提高．     

组合曲面加工刀具轨迹生成算法

提出一种组合曲面加工无干涉刀具轨迹的生成算法。组合曲面是一组在拓扑上互不相关的曲面元素集合。组合曲面加工中存在2种干涉：一种是曲面元素自身的干涉;另一种是曲面元素间的干涉。算法对这2种干涉统一处理,首先将组合曲面三角化,形成多面体模型;然后由三角形多面体模型生成刀具轨迹。基于交线的三角化过程和干涉区域的缩小判断,使得算法稳定、快速。最后给出其应用实例。     

自由曲面自适应投影法精加工刀轨生成

提出并实现了适合于组合自由曲面整体加工的一种刀轨生成算法,该处蒙混过关针加工曲面离散成三角化模型,在三角化模型中直接生成无干涉刀位轨迹,刀轨生成与刀轨干涉处理统一在一个算法中,根据曲面的形状规划刀轨,使刀轨的行距能够随曲面的倾斜程度而调整,有效地解决了组曲面加工编程中曲面之间存在断开,裂缝,局部搭接现象,提高了加工效率和精度。     

基于包络面的网格曲面等残留高度路径规划

研究面向三角网格曲面数控加工的刀具路径设计，提出了一种基于刀具包络面的等残留高度刀具路径生成算法.该算法首先建立刀具运动刃口回转面的包络面方程，然后通过相邻轨迹刀具包络面求交得到残留曲线，并利用全局搜索和局部搜索两个步骤精确地计算残留高度值，据此判断当前刀位点是否满足等残留条件，若不满足则沿行距方向搜索等残留刀位点，最后进行加工干涉检查和处理.算例分析的结果表明，由本文的算法生成的刀具路径残留高度均匀，刀轨长度较短，无加工干涉，在保证加工精度的前提下，能够有效地提高加工效率.     

圆环面刀具数控加工刀具路径规划

研究了数控加工中圆环面刀具路径规划,建立圆环面刀具数学模型,从刀位点计算、曲面边界离散、相邻刀轨计算等方面确定刀具路径规划算法.最后,利用Matlab工具编程对路径规划算法进行了具体实现,通过计算基于圆环面刀具的刀位点数据,拟合生成刀具轨迹,同时利用UG软件采用球头刀对相同曲面进行加工路径仿真,通过两者比较,可以得出圆环面刀具加工效率更高的结论.     

复杂曲面刀具轨迹干涉的消除算法

无干涉刀具轨迹的生成是复杂曲面数控加工编程中十分重要的问题。本文提出了一种基于三角化曲面的刀具轨迹干涉消除的算法。该算法已成功应用于作者开发的CAM系统中,实践表明该算法稳定可靠,效率较高。     

用切触线法加工曲线轮廓

用切触线近似表示满足正则条件的曲线,将切触线沿法向偏移刀具半径大小位置,以计算得到曲线轮廓数控铣削的刀位轨迹,简化了常用的隐式方程或参数方程形式计算刀位数据的过程。分析了误差影响的因素并提出了控制方法;以摆线的轮廓加工为例,阐述了该算法的正确性与高效性。该方法可移植到运算能力较强的数控系统中,并可作为乘积型曲面刀位点数据计算的基础。     

基于激光测量点云数据的五坐标加工刀轨生成

针对以往由点云构造曲面或三角网格，再根据曲面或网格生成刀轨的方法复杂、工作量大的问题，研究了直接从激光测量点云数据生成五坐标数控加工刀轨及干涉处理的方法．通过计算点云模型的曲率，确定切削步长和行距，采用基于点云的干涉检查模型，推导出干涉处理的解析式，得到了无干涉加工刀轨．实例表明，算法运行速度快，稳定可靠．     

复杂曲面五坐标数控加工干涉检查及刀位修正

复杂曲面五坐标ＮＣ加工编程的干涉检查和刀位修正是一个十分困难而又必须解决的问题。研究了一种行之有效的干涉检查方法。该方法首先对被加工的复杂曲面及运动到任意位置的刀身离散分割,用两组三角平面片集合代替被加工曲面和刀具;然后通过判断两组三角片是否相交以及对相交三角片的几何求交计算,来检验加工曲面是否和刀具发生干涉;并针对不同的干涉情况,给出相应的刀位修正方法。实际应用表明该方法是行之有效的。     

一个面向数控加工的曲面数字化模型

提出了新的曲面数字化模型，该模型的精度控制准则消除了现有刀位点计算误差分析中的不可靠因素．基于该模型，提出了一个新的参数曲面数控加工刀位点生成方法，有效地提高了刀位点生成速度     

Catmull-Clark细分曲面的变距离偏置

给出了一种Catmull-Clark细分曲面的变距离偏置实现算法.在指定初始控制顶点对应极限点的偏置距离和偏置权值后,对基网格进行适当加密,新顶点的偏置距离采用带偏置权值的插值细分方法计算;然后在基网格控制顶点对应极限点的法向偏移指定距离,采用反复迭代的方法求解变距离偏置曲面的控制网格,保证了控制顶点对应极限点的精确偏置.变距离偏置不仅将偏置距离为常值的等距作为特例,而且作为一种曲面造型手段,可以实现细分曲面的局部成型特征和不均匀厚度薄壳体的构造,增强了细分曲面的造型功能.     

用端铣刀数控加工自由曲面的刀具干涉检测

针对用端铣刀在自由曲面上进行3轴数控加工，提出了一种系统的刀具干涉检测方法．加工自由曲面时，刀具干涉可能出现在包括刀具驱动面在内的刀具周围任何区域．提出用检测线代替检测面来寻找加工自由曲面时可能出现刀具干涉的方法，可极大地加快检测过程，改善加工精度和可靠性，而且有利于产品的几何设计和指导影响加工效率的刀具选择．研究表明，所提的方法和算法合理有效．     

Catmull-Clark 细分曲面的误差分析

运用引入相邻点的方法和计算控制点的一阶差分的新的技术,研究Catmull Clark曲面细分过程的误差估计问题.证明了Catmull Clark曲面的控制网格按指数速率收敛于极限曲面;并给出关于Catmull Clark曲面误差估计的一个计算公式.本文的技术亦可适用于Doo Sabin曲面等细分曲面.     

任意扭曲直纹面叶轮数控侧铣刀位计算与误差分析

提出了一种计算数控侧铣任意扭曲直纹面叶轮刀位数据的新方法：沿直纹面母线两端点的法矢量偏置一定距离得到2个点，以这2个偏置点所在的直线作为刀轴方向，并使母线两端点到刀轴的距离为刀具半径，推导出了在利用圆柱铣刀侧铣直纹面时刀具与曲面切触线的方程以及加工误差的计算方法，并以计算实例验证了该算法的正确性．这种加工方法使直纹面2条基线的加工误差为0，适合于沿直纹面叶片高度方向分层加工，分层加工后相邻走刀的残留高度理论值为0．     

细分曲面的NC刀轨生成算法及实现

提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统,适用于任意拓扑的三角网格模型;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨.其核心思想是:首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量,然后从极限点开始,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距,获得等距曲面,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨.实例表明该算法稳定、高效、误差小.     

基于无瞬心包络法的偏心螺杆成型铣刀研究

根据偏心螺杆的形状和特征参数,建立了偏心螺杆的螺旋曲面方程;基于无瞬心包络法,从成型铣刀与偏心螺杆的相对运动关系出发,依据成型铣刀与螺杆的啮合条件,建立其接触线方程.由接触线围绕铣刀轴线回转形成回转面的轴向截形,推导出铣刀刀刃的廓形方程.进一步分析了成型铣刀用钝重磨后引起加工误差的原因,以阿基米德螺线为基础建立铣刀的齿背曲线方程,得到具有恒定后角的铣刀廓形方程.仿真结果表明,成型铣刀的廓形与偏心螺杆螺旋曲面吻合良好,设计的成型铣刀廓形方程符合加工要求.