散乱数据点曲面造型与数控加工刀位轨迹研究

摘要

本文以鞋楦的逆向工程为背景，深入研究了由大量散乱数据点生成刀位轨迹中所涉及的刀触点轨迹计算、散乱数据点局部曲面造型、后置处理等关键技术，并以加工鞋楦为实验验证了相关算法。论文主要的研究内容如下： 1．提出了螺旋线投影法计算散乱点表示的鞋楦刀触点轨迹的方法，给出了根据螺旋线上导动点求取刀触点的算法，其中，运用了空间分块算法来提高处理大量散乱点云的效率。 2．对局部散乱点曲曲面进行造型，并给出了刀触点的法矢计算方法。在局部造型时避免了整体剖分中的平面投影法只向单一平面投影的缺点，改善了剖分效果。求取法矢时，以构造的指向曲面外侧的向量为依据来调整法矢的方向，避免了已有的方法中先算出所有法矢，再整体调整法矢方向带来的一系列繁琐问题，提高了算法的效率。 3．对多坐标数控加工后置处理特点进行了分析，给出了学院四坐标数控机床的后置处理算法，编制出了鞋楦的四坐标数控加工程序。 4．在学院四坐标数控机床上进行了加工实验，实验结果验证了论文所提出方法的正确性。

目录

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致谢

1 绪论

1.1 逆向工程技术及其应用

1.2 由散乱数据点生成刀位轨迹技术

1.3 课题研究的目的及意义

1.4 论文的主要研究工作

1.5 本章小结

2 基于散乱数据点的数控加工刀位点规划

2.1 刀具轨迹规划的基础工作

2.1.1 刀位轨迹相关的基本概念

2.1.2 加工刀具的选择

2.2 散乱点加工刀位轨迹生成

2.2.1 散乱点加工刀位轨迹生成方法

2.2.2 螺旋线投影算法

2.2.3 走刀行距的计算

2.2.4 走刀步长的计算

2.3 本章小结

3 散乱数据点局部造型及法矢的求解

3.1 散乱数据点局部曲面造型

3.1.1 散乱数据的三角剖分方法

3.1.2 三角剖分的优化准则

3.1.3 鞋楦的散乱数据点局部曲面造型

3.2 刀触点法矢的求解

3.2.1 刀触点法矢的计算

3.2.2 刀触点法矢方向的调整

3.3 四坐标数控加工刀轴矢量的计算

3.4 本章小结

4 曲面数控加工后置处理

4.1 数控机床的坐标轴及其运动方向

4.2 数控加工后置处理过程

4.3 四坐标数控机床后置处理算法

4.4 本章小结

5 鞋楦的数控加工实验

5.1 毛坯尺寸的确定

5.2 数控加工实验

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 工作展望

参考文献

作者简历