基于高密度激光扫描点的刀具路径生成

在分析了各种刀具偏置虚空间和实空间概念及求解算法的基础上，提出了一种由高密度激光扫描点直接生成ＮＣ加工刀具路径的算法。     

回转刀具数控磨削刀位轨迹生成

提出用通用砂轮数控磨削回转刀具的刀位轨迹定义及其约束条件,在此基础上确立了刀位轨迹的生成原理和计算方法,并以零前角滚刀前刀面的数控磨削为例,详细讨论了干涉分析、干涉处理及刀具截形检验的方法和原理．     

基于顶点偏置的STL模型刀具轨迹生成

为生成STL模型无干涉的刀具轨迹,利用与顶点相连的各三角面片的法向向量,计算出各项点的偏置点,并由这些偏置点构造完全由三角面片组成的偏置模型：用平行截面对偏置模型进行切片,在二维空间内对所得交线段进行裁剪与连接处理,得到刀具轨迹。算法实例表明该方法具有可行性。     

Loop细分曲面数控加工刀具轨迹的生成

细分曲面可以方便地表示任意拓扑结构的光滑曲面 ,正逐渐成为自由曲面造型的有力工具 ;细分曲面的加工是其工业应用的基础。给出一个用于 L oop细分曲面数控加工的无干涉刀具轨迹生成的实用算法 :首先在不考虑干涉的情况下 ,由 L oop细分曲面的初始控制网格直接计算生成刀触数据 ;然后通过对刀具干涉条件的分析 ,确定干涉区域 ,去除产生干涉的刀触点 ;最后将刀触数据转换为无干涉的刀位数据。该算法提供了对基于细分曲面表示的实际零件进行曲面加工的理论基础     

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。     

基于计算机视觉的三维激光扫描测量系统

介绍了基于计算机视觉三维激光扫描测量系统．该系统主要由双目视觉测量探头、图像采集卡、扫描机构及其控制部分组成．通过两个摄像机同时摄取一个扫描激光光条的图像,经图像匹配,利用视差,可计算得到光条上所有点的位置以及深度,即被扫描物体表面的三维信息．就系统中的摄像机标定、图像采集、特征提取、图像匹配及三维信息恢复等主要工作过程进行了论述．     

基于三维激光扫描的逆向工程创新性实验教学研究

文中通过三维激光扫描的逆向工程开展的创新性实验,对轴流式叶片泵转子如何应用于创新性实验教学进行了研究和探索,其目的是为实验室开展创新性实验教学,提高大型精密仪器及设备在实验教学中的使用提供参考和依据。     

起落架刀具轨迹规划

起落架是飞机的重要组成部分,其刀具规划对起落架的加工精度有重要影响。提出了利用等残留高度法在五轴数控加工下进行加工,并采用环形刀,进行了刀具接触点轨迹、刀具数据的计算,使得刀具轨迹的规划更合理,效率更高。     

三次均匀有理B样条曲线轮廓数控加工刀位轨迹计算

自由曲线(面)数控加工刀具轨迹规划是CAM必须要解决的问题,在实际运用中通常采用构造复杂、运算量大的NURBS曲线．通过实例说明了采用逼近程度高、适应性强、计算简便且便于控制的三次均匀B样条曲线同样能达到自由曲线(面)数控加工中要求的精度及光滑性．     

任意曲面叶轮五坐标数控加工刀具轨迹生成

以任意曲面叶轮五坐标数控加工为背景，根据叶轮的几何形状，提出了一种高效的侧铣加工刀具－鼓锥形刀，基于鼓锥形刀的等残留高度刀具轨迹计算方法，使刀具按相邻轨迹的加工所形成的残留高度相等，加工效率提高，解决了等残留高度法生成刀具轨迹中的核心问题，并对刀具轨迹间距的计算提出了改进算法，计算精度提高，对任意曲面叶轮叶片五坐标数控加工刀具轨迹进行了计算，并与球形刀等参数法作了比较，结果证明，采用鼓锥形刀等残留高度法，所生成的刀具轨迹长度是球形刀等参数法刀具轨迹长度的1／3，加工效率是采用球形刀等参数法的3倍。     

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     

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．     

一种有向投影的测量数据刀具轨迹生成技术

为解决实物反求工程中零件加工精度和效率低的问题,提出了一种适合于测量数据的有向投影算法,并用于刀具轨迹的生成.按照投影原理,通过一个迭代过程不断地更新交点附近的邻近点集,再利用最小二乘法建立近似平面来计算其与投影线的交点,直至达到要求的误差精度.研究了基于参考曲面的刀具轨迹生成机理,先构造参考面并确定采样点,然后将其沿着投影方向映射到偏置点云上,再采用三次B样条曲线插值法生成刀具轨迹.实验表明,该方法可以有效地避免曲面重建,并且计算稳定、操作简单,从而提高了实物反求的效率和精度.     

多边形填充扫描线算法在行切刀具轨迹生成中的应用

推广应用了计算机图形学中的多边形填充扫描线算法的基本思想,解决了在机械零件型腔加工中生成行切刀具中心轨迹时,快速准确稳定地求行切扫描线与型腔轮廓边界交点的问题,建立了完整的适应实际情况且容易编程实现的数据结构和算法流程,并经实例证明是切实可行和有效的.     

自由曲面等粗糙度数控加工刀具路径规划

从自由曲面数控加工特点和工程应用需要出发,提出了基于等粗糙度原则的刀具路径规划方法。与其它刀具路径规划方法相比,能够进一步提高零件的加工精度,省去其它后续精加工工序,缩短加工时间,节约加工成本。在计算刀具路径时,将空间点的计算映射到平面参数域内进行,保证了算法的稳定性、可靠性。     

雕塑曲面数控粗加工刀位规划

提出了一种新的直接从测量数据中生成粗加工刀位轨迹的方法，被加工曲面用多面体模型来描述，采用分层切削方法进行加工．在各切削层分别用一个参考平面与毛坯和曲面模型求交，根据各相交环之间的位置关系，求出有效加工区域，利用数控编程自动生成粗加工刀具轨迹，并进行干涉检查和修正．计算实例表明，该算法稳定、效率高，尤其适用于加工带多重岛屿的复杂曲面．     

型腔高速螺旋刀路轨迹规划算法

针对现有型腔铣加工刀路规划方法难以满足高速切削的问题,提出了一种基于椭圆形偏微分方程的刀路规划算法.首先,由二维稳态下的温度平衡方程导出偏微分方程,将型腔边界偏置一个刀具半径,作为偏微分方程的边界,并将边界条件赋为0,以此建立刀路规划模型.然后,对边界内部的区域进行均匀离散,利用Delaunay算法构建三角网格单元,利用有限元法求解椭圆形偏微分方程,由偏微分方程的解构建等距线.最后,由等距线生成螺旋铣刀路,并对螺旋刀路进行了加工验证.实验结果表明,采用所提出的方法获得的螺旋铣刀路明显改善了机床的运动性能,提高了加工效率.     

逆向工程中扫描线类型数据的简化技术

阐述了逆向工程中测量数据点云简化的重要性,根据线激光扫描测量设备的特点,提出并实现了一种新的扫描线类型数据点简化方法———深度法.介绍了算法的流程,并用两个实例对文中提出的方法和其他简化方法进行了验证与比较.     

复杂螺旋面包络铣刀位轨迹仿真方法

针对复杂螺旋曲面加工误差问题,开展了对其空间包络铣刀位轨迹算法的研究。研究中采用计算机仿真的数 值计算方法,将加工过程中刀具工件的动态啮合关系通过时间离散和空间离散转换成一个空间几何问题,通过建立 刀具回转面与工件螺旋面的空间三维模型,并推导实现刀具工件啮合关系的坐标转换矩阵,并将刀具与工件两曲面 的最小有向距离的求解转变为一个二维问题,最终建立了刀位轨迹仿真算法,获得了编制数控代码的参数信息。试样 加工结果表明,利用该方法得到刀位轨迹参数进而编制的数控加工程序,能够加工出满足精度要求的螺旋面。同时也 分析了加工廓形误差分布及其影响因素。     

圆柱直齿轮铣削加工无干涉刀具路径规划

针对圆柱直齿轮的多轴铣削精加工, 提出一种无干涉刀具路径规划方法. 首先,建立齿轮包络铣削运动模型,准确描述铣刀和工件之间的运动关系;其次,在齿轮齿廓精确模型描述的基础上,通过残留高度曲线与刀具圆弧的求交,计算出残留高度点;根据残留高度点到刀具圆弧中心之间的距离等于刀具半径,计算出刀具路径曲线上的下一刀位点;依次递推计算出等残留高度进给下的所有刀位点;再次,以等残留高度刀位点计算结果为基础,残留高度约束下,计算出等弧长进给和等径向进给的刀位点;然后,通过距离法判断刀具与工件是否存在全局干涉,给出刀具不同刀位点对应的刀偏角,局部干涉通过调整刀具半径来避免;最后,通过仿真计算实例验证所提出方法的可行性和有效性.