快速成型的切片数据优化

在目前的快速成型系统中，普遍采用STL格式文件来表达CAD模型，因而在切片后截面轮廓含有大量的数据冗余点，影响了插补加工的精度和效率。文章针对直接插补算法，在分析STL文件及切片数据的组成基础上，提出了一种数据冗余点过滤算法，在保证加工精度的条件下，有效地滤除了冗余点。该方法算法简单，运算时间短，有效地提高了后续插补过程的稳定性，在数据优化后仍采用直线插补，既保证了加工精度，又加快了插补速度。     

快速成型的STL模型切片轮廓优化新方法

目前的大多数快速成型系统在表达CAD模型时仍采用STL模型,因此在模型切片后截面轮廓含有大量的数据冗余点,严重影响了快速成型过程的效率和制造精度。基于此,提出了一种STL模型切片轮廓数据优化的新算法。实例表明该算法可以提高STL模型切片后截面轮廓数据处理的效率和精度,在保证加工精度的前提下,可以进一步提高成型件的加工效率与质量,进而改善其性能。     

基于移动最小二乘法测量数据的数控刀轨生成

为解决激光快速成型方法精度和效率低的问题,提出了一种采用移动最小二乘法将测量数据直接生成粗精加工刀具路径的算法,并对拟合误差进行了分析.粗加工采用层切法快速切削材料,首先按照粗加工余量生成偏置点云,采用移动最小二乘法拟合点云切片数据,并生成偏置曲线,划分子加工区域,生成Zigzag方式的粗加工刀具轨迹.精加工采用球头刀保证加工精度,按照球头刀半径偏置点云并删除局部干涉的点生成偏置点云,对偏置点云进行切片处理.并拟合确定刀位点,有序连接生成精加工刀位轨迹.实验结果表明,粗加工具有较高的效率,精加工能够满足给定的加工精度并避免局部干涉.     

义齿加工模型STL文件的数据读取技术研究

STL文件是一种在快速成型加工中经常使用的文件格式。采用Oracle数据库技术读取STL文件中的数据,并对STL中的数据点进行了有效的冗余去除,减小了数据存储量,便于对有用的数据进行加工后处理,提高了处理效率。同时,Oracle技术的使用增强了编程的灵活性和效率。     

基于极坐标系的数据插补算法的椭球宏程序的应用

数控机床具有能实现两轴或者多轴联动、极大地减少了工装夹具运用并提高了生产效率与加工精度的特点,但在正常情况下,用数控机床加工除圆弧以外的轮廓线,如圆锥曲线、三角函数曲线等复杂轮廓线,手工编程得到的曲线的拟合精度不满足加工要求。针对这个问题,研究了基于极坐标系的数据插补算法在宏程序加工中的应用,并以椭球的宏程序加工为例,给出了加工步长的算法。通过使用这种数据插补算法,加工效率和精度得到了最大提高,并且对零件改型的适应性也相应增强。     

基于逆向工程的数据精简方法研究

随着非接触式测量方式在逆向工程中的广泛应用,对其所获密集、散乱点云进行简化处理是后续建模等工作的必要前提.提出了一种改进的基于角度偏差迭代的点云简化方法,该方法应用于某汽车前梁冷冲模具的测量数据简化,精简了大量冗余数据和噪声数据,并完整地保留了其特征数据,提高了后续建模效率.     

基于机载激光点云数据的输电线路自动分类方法研究

针对传统输电线路分类方法分类效率低的问题,提出了一种基于机载激光点云数据的输电线路自动分类方法。首先根据输电线路分类需求,运用机载激光雷达和无人机获取输电线路点云数据,然后对数据进行抽稀处理,剔除一些冗余数据,最后利用聚类分析算法对处理后的数据进行分类,以此实现基于机载激光点云数据的输电线路自动分类。经实验证明,基于机载激光点云数据的输电线路自动分类方法具有较高的分类效率。     

快速成型技术中分层算法的研究与进展

根据对零件制造精度和效率的关注程度的不同,开发出了多种分层算法.在同等加工时间的情况下,根据加工精度的不同,将这些分层算法分为等层厚分层算法和适应性分层算法两类.通过对STL模型、原始CAD模型和点云数据的分析,讨论了两类分层算法的研究和发展,然后介绍了斜边分层算法和曲面分层算法等先进分层算法的原理和成果,最后讨论了快速成型分层算法的研究方向和趋势.     

利用复合工步,提高孔加工精度效率的实例分析

本文通过实践,以汽车、拖拉机的变速箱为例,说明在镗孔加工中利用复合工步的优势,可提高加工精度与加工效率,并列出相关数据以供参考.     

工业CT图像轮廓数据提取研究

零件CT扫描设备在扫描过程中不可避免会产生大量冗余信息,导致获取的零件轮廓离散点数据存在噪声和冗余数据．使得特征点提取变得异常困难。传统轮廓数据点的提取和平滑除噪是采用不同方法分开进行的．这种方法可能会剔除有用的特征数据点数据和造成得到的边界点数据发生畸变和偏移。利用多尺度分析技术研究轮廓离散数据的处理,通过对原始轮廓离散数据曲率进行小波多波辨率分解,然后根据尺度间相关性来去除轮廓数据冗余信息和提取特征点,便于在随后的重建过程中实现更精确的表达,基于该方法开发的软件,在实际中应用,取得了良好的效果。     

薄板类零件加工精度可靠性分析及工艺参数优化

针对薄板类零件加工过程中加工变形导致加工精度低的问题,利用有限元法和高斯过程回归算法建立了加工变形预测模型,综合考虑机床运动误差与工件加工变形,对薄板件加工精度可靠性进行分析,建立了以加工效率和平均加工变形为目标、加工精度可靠度为约束的铣削加工工艺参数优化设计模型,并利用多目标优化算法进行求解,确定了协调加工效率和加工变形最优的工艺参数组合。案例研究结果表明,经优化设计后最低加工精度可靠度达到98.21%,平均加工变形减小21.14%,加工效率提高了4.18%,为薄板类零件铣削加工工艺参数选择提供了一种可行的方法。     

DXF数据源在数控系统路径规划前的优化

数控系统的路径规划是一个最优化问题,数据源在路径规划前进行优化具有重要的意义。DXF文件中可能存在多余图元、图元重复或图元交叉等影响加工效率、导致路径规划失败的错误。针对多余图元改进了DXF文件的读取算法,以图形中潜在的重合或交叉错误以直线图元为例提出了判别算法,最后进行有序化成环处理得到了适合路径规划的数据文件。     

冗余轴解决五轴加工奇异问题的研究

为解决五轴加工在奇异点附近加工误差较大且易对工件和机床造成冲击的问题,对带有冗余ABC三转轴机床解决CA双摆头型五轴奇异问题进行了研究。建立了机床模型,依此得出了此冗余轴机床的运动关系,并根据加工刀位点特点对刀路进行初步研究。仿真结果表明,与其他解决奇异问题方法相比,该冗余轴机床可以有效克服五轴机床奇异问题,基本消除奇异区域的较大加工误差,并且各轴旋转角度得到了优化,从而使加工效率大大提高。     

Correcting and compressing interpolation algorithm for free-form surface machining

The existing interpolation algorithm cannot meet the need of high-speed and high-accuracy machining of a free-form surface. So this paper proposed a correcting and compressing interpolation algorithm. Depending on the distance and angle evaluated from the adjacent command points, the machining path of free form can be divided into two machining types. For those regions where the accurate figure is critical such as corners, the convention linear interpolation is performed exactly between the adjacent command points. For those regions having a large radius of curvature where the smooth figure is critical, firstly, the interior point selection method based on circle transition is derived to reduce the tolerance between the machining path and the original surface; secondly, the interior point correction method based on the least-square method is proposed to reduce the calculation error and round-off error in the interior point and estimate the first- and second-order derivative vectors of the interior point; thirdly, the shape-defining point is selected by the bend direction of the machining path and fitted to a quintic spline curve which has the C2 continuity; fourthly, the fitting accuracy controlling method is proposed to ensure the machining accuracy; lastly, the curve interpolation is performed on the fitted smooth curve. Machining tests carried out on a vertical machining center show that the proposed algorithm can improve the machining efficiency and machining quality of a free-form surface.     

三角网格曲面等参数线刀轨生成算法

提出一种三角网格曲面等参数线刀轨生成算法。采用调和映射的方法对三角网格曲面进行参数化,给出了四种等参数线刀轨规划方式;根据网格模型、投影网格和参数网格之间的对应关系,由残留高度确定参数网格中的x或r参数线;在此基础上,采用“区域划分”的方法快速生成了无干涉、无冗余数据的网格曲面等参数线行切和环切刀轨。实验结果表明该算法是可行和有效的。     

基于遗传算法的笔式加工刀具路径优化

为缩短笔式加工时间和提高加工效率,提出了一种新的基于遗传算法的刀具路径优化方法。笔式加工的特点决定了生成的刀具路径为一系列离散的切削路径段,为了精简搜索数目,将每段刀具路径看作两个遗传基因。使用十进制码构造分段染色体模型,采用改进的遗传算法对笔式加工分段路径进行优化排序,得到刀具路径排布的近似最优解。实验结果表明:改进的自适应遗传算法比一般遗传算法搜索速度提高若干倍,可以明显缩短加工路径的总长度。     

叶片机器人砂带磨抛点云匹配算法优化

为解决机器人磨抛路径中工件坐标系难以计算的问题及校正工件装夹误差,将三维点云配准技术应用到叶片机器人砂带磨抛系统中。由三维激光扫描仪扫描工件型面获得工件点云,采用基于主成分分析(PCA)的全局配准算法和改进的迭代最近点(ICP)算法完成了扫描点云和工件模型离散点云间以及不同工件扫描点云间的匹配,以获取工件坐标系和校正工件装夹误差。相关仿真和试验结果表明,优化后的算法在匹配速度与精度上有了长足改进,且加工后产品精度和质量都能满足实际加工要求。     

基于Voronoi图的型腔加工刀具轨迹规划算法

Voronoi图是计算几何中非常有用的工具,它将几何多边形划分为若干子域,每个子域分别对应轮廓中的某段,子域中的任一点到对应的轮廓段距离最近,在各个子域中分别构造对应轮廓段的等分线。把该算法应用到型腔加工中,生成型腔结构的Voronoi图;然后在此基础上利用等距偏置法,生成型腔加工的刀具轨迹。该算法的应用不仅能消除传统刀轨算法中产生的多余环和自交环,避免过切现象,还能提高计算效率和加工精度。     

直角式精密分度凸轮数控加工算法

根据直角式精密分度凸轮的工作原理,提出了一种无冲击分度凸轮的设计和加工方法。分析了凸轮和转盘的位置、角速度、角加速度的变化规律,给出了直角式精密分度凸轮的设计算法,同时计算了数控加工的刀位轨迹,并给出了四坐标联动数控加工和编程方法。运用数控机床加工出了直角式精密分度凸轮,其加工效率明显提高。凸轮在实际安装运行后,分度的准确性和平稳性得到了明显的改善。实例验证了所提出的设计和加工算法的正确性和高效性。     

基于改进RRT的核退役机器人避障方法

核退役机器人工作过程中,传统快速扩展随机树(Rapidly-exploring Random Tree,RRT)路径规划算法缺乏导向性,路径规划效率低,避障能力弱;为此,提出改进RRT路径规划算法,以提高作业效率和准确率.首先,引入目标偏置函数,并提出自适应步长,使RRT路径规划具有导向性,避免陷入局部最优;其次,采用...