基于二维工程三视图的三维重建在加工中心自动编程系统中的应用与研究

摘要

该课题来源于大连服装机械总厂的实际生产项目.结合工程实际,该文对面向加工中心数控编程的从二维工程图到三维实体图,进而获取加工信息、编排加工工步、生成加工代码这一CAD\CAPP\CAM理论体系进行了初步探索,对这一整个过程中的某些关键环节进行了深入的研究,并在AutoCAD2000、VisualBasic6平台上进行了实践,对于具有平面、孔等简单特征的缝纫机箱体类工件实现了三维重建和加工中心NC(数控)代码自动生成,从而证实了这一理论体系的可行性.在三维重建方面,该文在二维工程三视图基础上综合现有的三维重建理论,探索出一种新的三维重建方法.从二维点、线、圆弧到三维点、线、圆弧,进而生成空间平面、三维实体,最后对工件中的加工平面和加工孔的精确位置在重建实体的基础上进行了分类存储,对简单的箱体实现了自动识别,对复杂箱体在人工干预的前提下实现半自动识别.为了提高算法的效率,该文引入了数据库技术,实现了图素按照位置搜索的快速定位.该文在加工信息的获取、加工要素的工步设定和加工代码生成方面,引入了专家系统的思想,并允许操作者根据各工厂的实际情况和加工设备的差异,建立相应的知识模板.对于数据存储、数据库操作采用了三层结构(数据层、中间层、界面层),在中间层中能够根据不同的界面需求和不同的数据库结构,自动生成查询语句,操作数据库,并实现了动态打印报表功能.对于工步顺序的排定,该文并没有拘泥于现有的优化算法,而是将各种约束作为生成查询语句的条件,利用数据库表之间的操作实现近似的优选.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1课题来源

1.2国内外的研究状况和发展趋势

1.2.1三维实体重建

1.2.2加工中心自动编程

1.3理论意义和应用价值

1.3.1三维实体重建

1.3.2加工中心自动编程

1.4本文的主要工作

2三维重建的理论依据和具体实现方法

2.1三维重建理论依据

2.2平面图形的预处理

2.3二维点、线、圆弧的识别与存储

2.3.1二维直线的识别与存储

2.3.2二维点的识别与存储

2.3.3二维圆弧的识别与存储

2.4三维空间点、线、圆弧的识别与存储

2.4.1三维空间点识别

2.4.2三维空间线识别

2.4.3三维空间圆弧的识别

2.5三坐标平面域的生成

2.6三维实体的生成

2.6.1体构造

2.6.2实体的人工矫正

2.7加工要素信息的存储

3加工信息的获取及辅助信息的设定

3.1平面加工信息的获取

3.1.1获取标注的尺寸精度

3.1.2标注与实体的对应

3.2孔和螺纹加工信息的获取

3.3刀具等辅助信息的设定

3.3.1加工刀具的设定

3.3.2加工中心的设定

3.4加工工步和加工余量的确定

3.4.1加工工步的设定

3.4.2加工余量的确定

4工步排定及加工中心的自动编程

4.1工步的排定方法

4.1.1各种约束条件

4.1.2优化目标

4.1.3优化模型的建立

4.1.4优化方法的评述及选取

4.2 NC加工代码的生成

4.2.1加工中心的系统坐标

4.2.2 NC程序编制的基本形式

4.2.3生成NC代码

5程序实现与实例分析

5.1系统开发平台的选取

5.1.1 VBA概述

5.1.2工程元素

5.1.3 SQLSever数据库简介

5.2数据库结构

5.3程序总体流程

5.4程序界面与实例

6结论与展望

6.1论文工作总结

6.2展望

参考文献

致谢