基于散亂點的數(shù)控加工刀位規(guī)劃.pdf

1、基于散亂點的數(shù)控加工是一種以物體表面上不附加任何幾何和拓?fù)湫畔?包括測量點的法矢、曲面邊界信息)的散亂點集為研究對象的方法。傳統(tǒng)加工中要經(jīng)過曲面擬合、等距、裁剪或三角網(wǎng)格剖分建立其曲面模型，進(jìn)而才能在曲面模型上生成數(shù)控加工刀位。這種方法相當(dāng)繁瑣費時，而且精度難以保證。為了提高該領(lǐng)域數(shù)控加工的精度和效率，越來越多的研究人員致力于研究如何利用測量得到的散亂點直接生成數(shù)控加工刀位。 本論文以基于散亂點三軸數(shù)控加工刀位直接生成為核心內(nèi)容

2、，結(jié)合數(shù)控加工過程中的外延內(nèi)容，如邊界提取技術(shù)、最佳加工方向的選取等，對基于散亂點三軸數(shù)控加工的刀位規(guī)劃、刀位計算方法進(jìn)行了較為全面的研究。 論文首先針對單值曲面內(nèi)的完全散亂的、無組織的“點云”數(shù)據(jù)，采用網(wǎng)格化的方法，先將“點云”投影并劃分網(wǎng)格，進(jìn)而定義出邊界網(wǎng)孔，通過計算邊界網(wǎng)孔內(nèi)任意一點與其周邊點間連線的夾角，以最大夾角小于某一給定閥值作為判斷該點是否為邊界點的條件，提取出散亂數(shù)據(jù)點的初始邊界曲線；然后又通過B樣條曲線擬合技

3、術(shù)對初始邊界曲線進(jìn)行了光順，并求出光順后邊界線的切矢及法線方向，進(jìn)而構(gòu)造出邊界曲線的等距線。 接著以抬刀次數(shù)最少為優(yōu)化目標(biāo)，通過引入計算幾何中單調(diào)鏈的概念，確定了最佳的行切加工方向和最少單調(diào)鏈數(shù)；給出了在平面區(qū)域內(nèi)行切法加工的Z字形刀位連接方法，針對圓環(huán)刀、球頭刀和平頭刀，提出了不發(fā)生干涉的曲面三軸數(shù)控加工刀位計算方法，并通過清根加工對刀位軌跡進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn)了針對散亂點測量數(shù)據(jù)直接生成數(shù)控加工刀位。之后對基于散亂點模具型腔的數(shù)控