基于扩径头组合曲面的数控加工关键技术研究

摘要

传统的数控系统往往只具有直线和圆弧插补算法，这些功能在加工形状简单的零件时完全可以胜任，但是，随着现代科技的发展，简单形状的产品已经不能满足日益发展的工业要求，而且，产品的功能对形状也提出了更高的要求，因此，现代产品设计中出现了越来越多的包括样条曲线及组合曲面在内的形状复杂的零件。本文对直缝焊管扩径头模块组合曲面，对组合曲面的实时插补展开了研究。主要内容如下：
　　 ⑴分析了插补方法的基本原理及NURBS曲线曲面的基本理论知识，而后将两者进行结合，提出对模块曲面采用NURBS曲线的直接插补方法。
　　 ⑵研究了NURBS曲线实时插补的实现方法及其关键问题，深入分析了NURBS曲线实时插补时进给步长与弓高误差的关系，并引入了约束步长，且以约束步长为控制对象，间接将弓高误差控制在允许的范围之内，实现插补步长随弓高误差的自适应调节。
　　 ⑶使用软件对上述插补算法进行了仿真，得出了仿真曲线、进给步长曲线和弓高误差曲线，通过对插补结果的分析验证了该算法的正确性，并且证明了NURBS曲线实时插补方法的可行性和高效性。
　　 ⑷研究和讨论了直缝焊管扩径头模块的组合曲面实时插补的关键问题，包括直缝焊管扩径头模块的组合曲面实时插补时其切削轨迹的生成、曲面实时插补时插补误差的产生和控制方法及组合曲面在曲面过渡处过渡切削轨迹的生成等问题，为复杂曲面的实时插补加工打下了一定的理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1数控技术的产生和发展

1.1.1数控技术的产生

1.1.2数控技术的发展

1.2数控技术的国内外发展状况及趋势

1.2.1我国数控技术的发展状况

1.2.2国外数控技术的发展及现状

1.2.3数控技术的发展趋势

1.3数控编程方法的发展

1.4数控插补技术的发展

1.5本文的主要研究内容

1.6本章小结

第2章数控插补原理分析

2.1基本插补原理

2.2数控插补方法

2.2.1逐点比较法

2.2.2数字积分插补法

2.2.3加密判别插补法

2.2.4双判别插补法

2.3参数曲线的插补方法

2.4本章小结

第3章组合曲面NURBS造型基础

3.1产品形状数学描述的发展

3.2 NURBS曲线基础

3.2.1 NURBS方法的提出及优缺点

3.2.2 NURBS曲线的数学方程

3.2.3 NURBS曲线的性质

3.2.4 NURBS曲线反插节点算法

2.3.5 NURBS曲线的插值

3.3 NURBS曲面基础

3.3.1 NURBS曲面的数学方程

3.3.2 NURBS曲面的性质

3.3.3 NURBS曲面上点的计算

3.4本章小结

第4章NURBS曲线实时插补及其分析

4.1 NURBS曲线插补的基本原理

4.2 NURBS曲线插补的实现方法

4.2.1插补预处理

4.2.2实时插补计算

4.3误差控制和速度自适应调节

4.3.1误差控制

4.3.2速度的自适应调节分析

4.3.3加减速控制分析

4.4仿真实例

4.5本章小结

第5章组合曲面的实时插补研究

5.1组合曲面上切削轨迹的实时生成

5.2曲面插补误差的产生及控制

5.3组合曲面实时插补中的过渡问题

结论

参考文献

致谢

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