复杂曲面

摘要： 针对复杂曲面离散点云加工余量求解问题,研究了基于全局三维Delaunay三角优化处理的加工余量精确求解方法。将余量求解问题分解为法向量求解和曲面构建两个关键步骤,采用点云与重心之间的距离对主成分分析法进行加权处理,减小了因点云数据贡献度不同导致的法向量求解偏差;针对余量求解过程中因离散曲面重构精度不足导致余量求解不准确的问题,分析了采样点在所属面片中的位置对求解精度的影响,研究了全局三维Delaunay三角优化方法,生成了泰森多边形测量曲面,保证了余量求解过程中曲面重构的精度。与基于贪婪三角重构的余量求解方法相比,该方法显著提高了余量求解精度。

摘要： 针对未知复杂曲面的视点规划问题,提出一种基于边界检验进行视点自主规划的方法。基于初始视点采集的曲面点云数据建立网格模型,依据边界边与三角形的关联属性,提取当前网格模型的边界;基于边界边之间的连通性和边界的封闭性,聚类闭合边界,进而根据闭合边界的相对长短区分外边界与孔洞边界;将外边界依据边界间方向向量的夹角偏差进行分段,对应不同潜在趋势面,采用二次曲面拟合估计趋势面并求导计算法矢,结合主成分分析法确定边界最大主成分方向进行视点规划;然后基于孔洞的中心、大小与中心的法向量规划孔洞区域的观测视点;最后使用规划的外边界和孔洞的视点观测当前模型边界,进行真伪边界判断自主决策视点规划是否终止。以汽车后保险杠为规划对象,试验结果表明:该方法能够自主实现未知复杂曲面三维测量时的视点规划任务,平均每个视点规划用时67 ms,总体建模时间用时约6 min;累积覆盖率达到100%,在扫描时间和完整性方面具有良好性能。

摘要： 复杂曲面工件抛光加工中的路径规划及工艺的选择直接影响表面加工质量。针对目前机器人传输速率慢、容量受限以及对复杂曲面加工路径规划能力较差等问题,建立了一套机器人离线编程和远程控制系统,使用pose类型数据为载体传输位置坐标、欧拉角、速度等加工信息,传输速度相较一般信息传输模式提高了85.5%;同时,实现了对复杂曲面CAD模型的3D点云数据的提取及平滑插值以实现更高精度的表面重构。路径规划中提出12点采样耦合求解方法,解决了3D点云中法线误差影响机器人运行稳定的问题。结合以上控制及求解手段,通过采用发泡聚氨酯与不同粒径颗粒的组合加工工艺对6620铝合金叶片研磨抛光,实现了粗糙度从138.11 nm到2.05 nm的高效超光滑抛光加工。

摘要： 针对具有复杂曲面的半开式离心叶轮和基于UG NX软件的样条拟合方法,详细阐述了由已知数据点到最终参数化的建模全过程,该过程为半开式离心叶轮的一种共性建模方法,能为后续的叶轮加工提供准确的3D数据主模型。1前言离心叶轮是一种常用于航空发动机和燃气涡轮机中的复杂机械零件,结构上大致分为闭式与半开式两种,其中,半开式具有压力大、结构紧凑等优点,应用最广泛。^([1-2])

摘要： 为了减小复杂曲面表皮对工程所带来的困难,方便建筑表皮设计与深化。文中分析了复杂曲面表皮在设计建造过程中的可能面临的问题,提出一套复杂曲面优化设计策略基于grasshopper平台设计了优化工具。以大连某足球场表皮作为研究对象,通过结合项目实践验证了优化设计方法的可实施性。

摘要： 随着科技进步与建模技术的发展,建筑设计愈发青睐极具三维关系的“自由形状”结构,使结构外形设计更趋复杂,成为现代空间网格结构设计的特征之一。衢州市文化艺术中心和便民服务中心项目采用空间网格钢结构设计,施工过程中总结了多项复杂曲面结构设计过程中需要注意的问题。

摘要： 针对复杂曲面精加工中普遍存在的工艺规划效率低、以往的加工实例数据难以有效重用的问题,构建了复杂曲面精加工工艺规划知识图谱。以UG软件中的CAM模块和相关知识为背景,首先进行类、对象属性和数据属性三方面的抽象,完成知识图谱模式层的交互式构建,其次按照模式层需要将复杂曲面精加工实例数据存入关系型数据库,然后运用R2RML语言映射工具Ontop调用数据库中的加工实例数据与预设模式层映射,构建出完整的复杂曲面精加工知识图谱,最终实现基于图数据库Neo4j的数据存储及可视化展示。该研究成果可用于知识图谱的精加工工艺规划及智能问答。

摘要： 为解决复杂曲面测定过程中相关计量精度补偿误差的问题,对基于PSO算法的复杂曲面计量精度补偿方法进行设计。确定复杂曲面补偿螺距,并在PSO算法下建立QR分解补偿阶次,创建偶迭代补偿模型,通过归一特征的控制实现PSO算法下的计量补偿。最终的测试结果表明:在不同的复杂曲面补偿量程范围之下,对比于传统的激光精度补偿测试组,设计的PSO算法精度补偿测试组最终得出的补偿偏差相对较低,表明应变补偿的范围有所变化,计量精度的补偿误差有了明显的降低,使得补偿效果更佳,具有较大的意义。

摘要： 良好的水动力及抗侵蚀性能是螺旋桨作为船舶动力推进系统核心部件的必要条件,这就要求其桨叶采用硬质合金材料制成,并且呈复杂的空间自由曲面形状。因此,船舶螺旋桨的设计、加工难度大,精度要求高,采用传统的设计加工方式很难满足船舶实际工况要求,是船舶工业研究的难点。近年来,基于逆向工程的船舶关键零部件数字化设计与自动化加工技术研究成为行业内的研究重点,该方法以实际船舶部件为对象,利用多种技术手段对工件尺寸数据进行采集和分析,获取工件的关键特征参数,再辅助以CAD、CAM等计算机辅助技术实现对工件的参数化设计与加工。阐述了逆向工程技术的操作流程与关键环节,研究了船舶螺旋桨的数字化设计及数控加工技术。结果表明,逆向工程技术可显著提高船舶复杂曲面部件的自动化加工精度和效率,具有很高的应用价值及推广意义,同时对其他复杂结构件的数字化设计、加工技术研究也有着积极的促进作用。

摘要： 3D自由复杂曲面的中厚板成形一直是金属成形领域的瓶颈。介绍一种成形力小、成形效率和精度高的复杂曲面热辅助渐进弯曲成形工艺。利用最小能量原理,通过渐进的方式对金属板材进行弯曲成形,最大限度地减小了成形力;采用基于计算机视觉技术的无模型智能控制,对成形后的金属板材进行偏差补偿,确保工件的尺寸精度;通过局部加热的方式减小回弹和增大金属板的成形极限。该工艺分别成形了单曲率金属板、变曲率金属板和双曲率金属板。实验结果表明:热辅助渐进弯曲成形工艺加工复杂曲面板材平均成形偏差小于3mm,平均加工时间小于20 min,与现有方法相比,该方法具有简单、快速和高效等优点。

摘要： 研究将非线性建筑中的复杂曲面作为研究对象,从非线性建筑的理论渊源入手,引入"参数化建模"的设计手段将建筑复杂的几何特征精确地描述出来.首先,归纳总结复杂曲面的三种类型包括NURBES曲面、多边形曲面和细分曲面;其次,非线性建筑中的复杂曲面的分析是建造前期过程中的重要步骤,提出了运用曲率、连续性、贴图和结构线四种方法对曲面进行分析的方法,实现了设计过程中的科学判定和优化决策;最后,针对非线性复杂曲面的设计与建构的复杂性,提出了曲面建构的几何、物理和数学三种优化方式.本文通过将设计逻辑和建构优化相关联,提出了基于参数化的非线性建筑复杂曲面的建构优化方法,为建筑师在面对非线性建筑中复杂曲面形态的设计建造等相关问题时提供有效方法,拓展设计思路.

摘要： 鼓型刀具五轴侧铣加工复杂曲面时,刀具发生磨损后将引起刀具半径变化,若数控机床不能对鼓型刀具进行半径补偿,则容易导致加工区域产生欠切误差.本文结合数控系统提供宏变量和数学运算功能，提出一种基于宏变量鼓型刀具五轴侧铣加工复杂曲面半径补偿方法。首先研究鼓型刀具五轴侧铣加工复杂曲面半径补偿的基本原理，推导出鼓型刀具半径补偿方向和刀位点矢量。然后，以五轴双转台机床为例，建立前置刀位数据与机床各坐标轴数据之间的关系方程，结合鼓型刀具半径补偿后刀位点矢量计算方程，推导出鼓型刀具半径补偿后刀位数据与机床各坐标轴数据之间的关系方程。最后，基于VisualC十十6.0软件开发出一套具有鼓型刀具半径补偿功能的后置处理软件，该软件可以将鼓型刀半径作为宏变量，并生成包含该宏变量的数控程序。

摘要： 复杂曲面的加工误差很难用单一参数描述,国内外学者大多采用轮廓法向误差来评价被加工曲面与设计表面之间的误差.针对复杂形面淬硬钢模具几何特征多变导致零件加工轮廓法向误差的构成和分布不同的问题,研究复杂曲面区域的残留高度、加工倾角过大位置的让刀误差和曲率突变位置的插补弦高误差;针对不同形面特征,分析模具区域轮廓法向误差,揭示让刀误差、残留高度和插补弦高误差的权重.据此,给出复杂曲面淬硬钢模具铣削过程集成优化补偿方法,以保证全局轮廓误差的一致性,对汽车覆盖件模具高精度加工有一定指导意义.

摘要： 本文以几种绿色能源设备和一些高档自动机械的市场需求为背景,介绍了以复杂曲面为产品特征的超环面行星蜗杆传动结构、CP型和PC型单螺杆压缩机和几款典型的高档复合凸轮机构的设计和制造中的关键技术;介绍了用多轴联动数控技术加工上述产品的技术特点;针对以上领域的高附加值产品的开发,提出了一些设想.

摘要： 3D打印是一种利用各类材料,借助计算机辅助设备层层叠加得到设计模型的先进制造技术,特别适合复杂结构的快速制造成型.本课题组针对3D打印计算机辅助设计与制造的关键技术与方法开展了一系列研究,利用CAD领域最新的T样条理论,实现复杂曲面与拓扑结构的精确设计建模,同时开发了一批3D打印过程规划关键技术算法,实现复杂曲面与拓扑结构的高效制造.

摘要： 复杂曲面是航空航天、光学、模具等领域关键零件的重要工作面,抛光技术一直都是复杂曲面超精密加工最主要的一种方法.传统复杂曲面抛光过程中抛光工具很难适应复杂曲面多变的曲率特征,存在抛光效率低、加工成本高等问题.本项目以实现复杂曲面高效、高质量、低成本的超精密抛光为目标,提出了剪切增稠抛光方法,发展一种可自动适应不同表面形状的新型高效抛光方法.

摘要： 为了让产品曲面建模和修改流程更加规范快速,并根据具体要求调整到最佳,采用Top-Down方法和Pro_Engi-neer软件结合,对复杂曲面进行造型与调整.以Pro/Engineer的曲面造型应用研究为平台,研究了Top-Down方法对吹风机曲面建模、修改的规范步骤和具体方法.Top-Down方法和Pro/Engineer软件的结合使得产品曲面设计流程更加规范和高效,并可根据要求进行修改,利于开发升级产品.

摘要： 国内对复杂曲面及弯扭构件设计经验尚较少，本文以钢筋混凝土框架-剪力墙结构的展览馆项目为背景,对其复杂的外表皮进行设计和研究.总结了其精确数值模拟、图纸表达及表皮节点分析，对以后类似工程具有很好的借鉴意义。

摘要： 现有激光表面熔覆主要基于相对规则的水平或小角度倾斜基面上展开,基于"光束中空、光内送粉"技术,使得喷头倾斜送粉时粉束仍具有较好的汇聚性,利用机器人柔性加工系统,夹持喷头做连续变姿态复杂运动,保证喷头始终垂直于曲面加工,最终实现了在大角度倾斜曲面和复杂形状曲面上激光熔覆均匀涂层.针对不同形状曲面提出了合适的扫描路径生成方法,对曲面熔池受力状态进行了分析,通过调整准直气速度使熔道形貌保持稳定,以大角度倾斜曲面为例详细分析的曲面熔覆层形貌和组织性能.结果表明:不同倾角处熔覆层厚度均匀,组织致密,无明显气孔和微裂纹,熔覆层与基体结合良好,为实现复杂金属零部件空间表面修复提供了新方法.

摘要： 本文通过分析某型号的航空发动机燃油控制系统XXX.XXX.028(三维凸轮)的形状结构、材料等特点,结合车间现有的加工能力,借助UG软件CAM模块的强大功能最终制定了一套合理的加工方案详细叙述三维凸轮曲面的粗加工、热处理、精加工三个工序的内容以及UG软件CAM模块辅助编程内容，体现了当今航空产品的加工是由传统工艺与现代化数字控制的完美结合的产物，代表了航空制造业的发展方向和趋势。本次三维凸轮加工的创新点在于:1.使用球铣刀进行零件粗加工，余量剩余更加均匀，延长精加工刀具寿命。2.三维凸轮硬度达到56~62 HRC以后，再进行三维凸轮曲面精加工，回避了零件因热处理后易变形及影响粗糙度降低的弊端。3.积累了零件超硬铣削的经验，为以后超硬加工开拓思路。

摘要： 本发明公开了一种基于曲面拟合及测地线的复杂自由曲面网格划分方法，属于建筑网格划分领域。该方法首先提出基于NURBS的面面求交法，获得复杂自由曲面的N×M点云，将N×M点云作为控制点构造NURBS曲面，然后把修剪后的NURBS曲面，边界按给定数目或给定长度划分，连接多个边界分段点形成测地线网格，并经过优化、光顺得到最终的复杂自由曲面网格。本发明所提供的网格划分方法，能够得到线条流畅，大小基本一致的网格，对比多曲面网格划分方法，采用曲面拟合及测地线网格能够得到线条流畅，过渡均匀的网格，具有良好的建筑美学效果。

摘要： 本发明公开了一种基于曲面拟合的复杂自由曲面网格划分方法，属于建筑网格划分领域。该方法利用若干个呈路径阵列分布的平面对NURBS曲面进行切割，然后对求交得到的NURBS曲线和边界线上的采样点进行均匀采样，组成矩形拓扑点阵{P

摘要： 本发明公开了一种基于等参数曲线法的复杂曲面残余高度计算方法，主要用于计算球头铣刀加工复杂曲面时，曲面残余高度的计算。包括对自由曲面进行参数化，通过等参数曲线法生成加工刀路轨迹并根据曲面的uv离散成若散点，然后对其中一条轨迹上的散点进行投影和坐标变换，得到二维平面上的工件表面。对工件表面的坐标点采用多项式拟合，得到表征函数方程，对刀具切削曲面表面的过程进行数学建模，计算得到表面残余高度与行距之间的关系。本发明应用于球头铣刀加工复杂曲面时，计算不同加工行距下对曲面残余高度的计算，对加工过程中行距的选择起到一定的指导作用，从而在保证加工精度的同时尽可能提高加工效率。

摘要： 本发明涉及一种大型复杂曲面测量系统及其应用，该测量系统包括底座、水平支架、俯仰支架及计算机；水平支架设置在底座上，俯仰支架与水平支架连接，在俯仰支架上设置有相机、激光测距仪和线激光发射器，在激光测距仪的两侧设置两台所述的相机，计算机分别与相机、激光测距仪、线激光发射器电连接。利用该测量系统通过点激光定位、线激光采样、相机获取图像数据的方式进行，通过摄影方式获取图像，再利用摄影测量原理计算像点的实际坐标，最后通过数据拼接在同一坐标系下进行复杂曲面的数据重建，该测量系统及采样方法在保证精度的情况下，简化了测量过程，减少了测量次数，大大提高了测量效率。

摘要： 本发明涉及三维绘制领域，提供了一种适用于复杂曲面和简单曲面的定距布筋方法，实现多个复杂曲面、任意多段引导线、按照多种布筋规则的定距均匀布筋。本发明主要包括：选择和离散布筋面；三角网法向偏移；逆向重构生成偏移后的布筋面；确定布筋引导线；基于布筋引导线生成钢筋轴线；基于钢筋轴线生成钢筋三维对象；钢筋三维对象的显示和存储。本发明适用于复杂曲面的定距布筋。

摘要： 本发明公开了一种多轴曲面数控加工复杂曲面零件的方法，利用本方法可使刀具轴心依照构成曲面的经纬法线方向同时调整倾斜角度产生刀具路径，能够提高加工效率和零件表面光洁度。本发明可以通过下述技术方案予以实现：零件固于五轴机床回转中心；根据曲率变化和曲面法线方向，按照加工路径重构曲面，通过调整平底立铣刀刀轴前倾角及侧倾角来控制刀具轴线矢量的空间变化，使刀具在五轴连续切削中始终保持刀尖参与曲面切削；在程序编制中采用曲面投影加工方式，使铣刀跟随曲面的曲率变化进行多轴联动铣削加工，设置刀具轴线近似与刀具路径法向方向重合的较小前倾角a，侧倾角度设为0,保持刀具轴线垂直于加工路径方向，生成五轴联动加工数控程序。

摘要： 本发明涉及激光切割应用领域的一种复杂形状的曲面玻璃的加工方法、曲面玻璃。步骤包括：将待切割的胚料玻璃，通过激光切割机在胚料玻璃上面切割出设定好的零件轮廓线；将被切割出有零件轮廓线的胚料玻璃进行热成型处理，所需零件形状和边框余料同步热成型；对经热成型处理的胚料玻璃进行裂片分离操作，将零件轮廓线区域内的所需零件形状玻璃和所述零件轮廓线区域外的边框余料玻璃在所述零件轮廓线处断裂分离处理。有益效果：实现复杂曲面（弧面）零件玻璃热成型的设计形状要求，取消传统边缘打磨工序，提高成品合格率，大大降低了复杂曲面的制造难度和成本，有效减少排污，解决了目前三轴及以上的飞秒激光切割技术尚未实现的技术难题。

摘要： 本发明涉及三维绘制领域，提供了一种适用于复杂曲面和简单曲面的定距布筋方法，实现多个复杂曲面、任意多段引导线、按照多种布筋规则的定距均匀布筋。本发明主要包括：选择和离散布筋面；三角网法向偏移；逆向重构生成偏移后的布筋面；确定布筋引导线；基于布筋引导线生成钢筋轴线；基于钢筋轴线生成钢筋三维对象；钢筋三维对象的显示和存储。本发明适用于复杂曲面的定距布筋。

摘要： 本发明公开了一种多轴曲面数控加工复杂曲面零件的方法，利用本方法可使刀具轴心依照构成曲面的经纬法线方向同时调整倾斜角度产生刀具路径，能够提高加工效率和零件表面光洁度。本发明可以通过下述技术方案予以实现：零件固于五轴机床回转中心；根据曲率变化和曲面法线方向，按照加工路径重构曲面，通过调整平底立铣刀刀轴前倾角及侧倾角来控制刀具轴线矢量的空间变化，使刀具在五轴连续切削中始终保持刀尖参与曲面切削；在程序编制中采用曲面投影加工方式，使铣刀跟随曲面的曲率变化进行多轴联动铣削加工，设置刀具轴线近似与刀具路径法向方向重合的较小前倾角a，侧倾角度设为0,保持刀具轴线垂直于加工路径方向，生成五轴联动加工数控程序。

摘要： 本实用新型提供了多功能曲面复合加热装置以及复杂曲面电子器件打印设备，实现诸如薄膜电阻这类复杂曲面电子器件的打印相关任务，满足薄壳基材的安装及打印电阻材料形貌控制的要求。多功能曲面复合加热装置可以同时对曲面薄壳件或薄膜类电子器件进行吸附及加热两种功能，该装置可以适用于五轴曲面打印设备上，实现一次性装夹，多面进行打印的功能；同时该装置可实现不同温度的控制，以便实现在不同温度下的打印要求，还可实配合打印设备实现根据运动速度与实时位置，自动调整打印频率及材料的形貌控制，有效控制打印位置与打印厚度，提高装置精密度。