基于网格曲面上空间填充曲线刀具路径生成算法研究

在细分网格曲面上,用最短哈密顿回路法通过连接网格节点去寻找最优路径,以形成填充曲线刀具路径。将空间曲面细分成有限四边形网格后,结合无向网上最短哈密顿回路求解算法,通过构建代价树的方法求解最短路径。应用了邻接矩阵的形式描述图形,及基于矩阵法数据存储的度数消减算法判断和处理图形,构建了空间网格曲面上最短哈密顿回路生成算法。通过一个曲面填充实例验证了构建算法的正确性,及用此方法生成曲面加工刀具路径的可行性。     

Hilbert填充曲线用于刀具路径生成的算法及改进研究

对Hibert填充曲线的生成方法进行了研究,建立了平面Hilbert填充曲线与Bezier参数平面之间的映射关系,得到了平面Hilbert填充曲线到空间曲面的映射规则和相应算法。针对该方法用于刀具路径生成时存在转向过于频繁等缺点,为了减小加工过程中对刀具和工件的冲击,提出了用倒角或圆弧进行过渡来代替原来的直角过渡的方法生成加工刀具路径。针对改进后的生成刀具路径的方法编制了仿真程序,对改进前后的刀具路径的长度和生成时间进行对比分析。通过一具体曲面加工路径生成仿真,验证了该方法的有效性。     

基于参数线法的填充曲线刀具路径生成方法研究

参数线法刀具路径生成是曲面加工常用的方法,为了缩短走刀路径,将空间填充曲线生成思想融入路径生成过程中,提出基于参数线法的填充曲线刀具路径生成方法.在参数线网格上以最短哈密顿路径算法为指导来生成填充曲线,达到优化参数线刀具路径的目的.通过实例验证了方法的可行性.     

基于Hilbert填充曲线的自由曲面刀具路径规划研究

利用平面Hilbert填充曲线生成方法简单、易于控制填充疏密的优点,将其用于了自由曲面数控加工刀具路径的生成.对平面Hilbert填充曲线的生成原理进行了研究,用矩阵运算的方法生成该曲线.结合自由曲面的形成过程,提出将平面Hilbert曲线通过与曲面参数域相对应的方法映射到曲面上,进而生成加工刀具路径的思想.最后用一个具体应用实例验证了生成平面Hilbert曲线方法的正确性,和用此曲线作为数控加工刀具路径的可行性.通过与经典刀具路径生成方法比较可见该方法具有算法简单,加工余量均匀,加工效率与表面质量高的优点.     

基于填充曲线刀具路径的数控铣削过程物理仿真

研究了采用一类填充曲线刀具路径进行数控铣削加工时,铣削过程的动态特性,推导了带有一般意义的瞬时名义铣削厚度算式,并通过数字物理仿真,探讨了填充曲线刀具路径对铣削过程颤振的抑制作用,结果表明,提出的截法线法能有效地解决数控铣削过程瞬时名义铣削厚度的计算问题,同时对不同刀具路径的铣削过程动态特性仿真结果表明,Hilbert填充曲线刀具路径能有效地抑制铣削过程再生颤振的发生与发展,对提高机械零部件加工效率和加工表面质量有重要作用。     

基于矩阵运算的裁剪Hilbert填充曲线生成

对于Hilbert曲线的生成,经典的生成方法是基于分形理论的,主要有两种方法,一个是多边形翻转法,另一个是L系统法,这些方法描述起来比较抽象,编程实现繁琐.为了方便快速生成Hilbert填充曲线,采用矩阵运算的方法描述了该曲线的生成,用Matlab编程软件绘出不同阶次的曲线图形.直接由算法引导生成的曲线,填充的有效区域...     

基于FDM技术的Hilbert曲线路径优化算法

熔融沉积成型(fused deposition molding, FDM)的填充路径不连续,电机频繁停止极易导致翘曲变形。结合轮廓偏置法和空间填充曲线中的Hilbert曲线填充,提出了一种基于轮廓偏置与拟合Hilbert曲线的路径优化算法。该算法将Hilbert曲线进行三次B样条曲线拟合,降低了打印过程中电机变化率,减少了电机停止次数,进而减少打印件的翘曲变形,提高打印件精度。通过实验验证,模型平均最大翘曲量减少了60.70%,总平均翘曲量减少了62.26%。     

一种快速求取空间任意两条曲线交点的算法

求空间两条曲线的交点是CAD／CAM重要内容之一，它的准确性与效率直接影响系统的可靠性与实用性。通常是将两条曲线的方程联立求解，或者是对曲线建立包围盒。但上述两种方法计算量较大，甚至求解困难。这里提出一种快速实用的曲线求交算法，具有较高的稳定性和可靠性。该算法分两步进行，首先根据B样条曲线的控制多边形判断两条曲线是否相交，并求出两条曲线存在交点的可能参数区间，然后在此区间内，利用控制顶点算出所对应的曲线段，进行精确求交计算。与常用的包围盒方法相比，该算法效率高、精度易于控制，并通过实例验证算法的有效性。     

自由曲面数控加工刀具轨迹曲线的一种生成算法

提出一种自由曲面数控加工轨迹曲线计算方法。根据这一方法,可由自由曲面上一定数量的任意分布型值点来 计算曲面加工时的刀具曲线。算法的基本思想是,型值点影响并决定着其控制区域内的曲面形状,这种影响的大小与到 型值点的距离及权指数相关。分别给出了沿X向进给及Y向进给时刀具轨迹曲线的生成算法。讨论了算法中参数选取 对加工曲面形状及拟合精度的影响。     

细分曲面多轴精加工刀具轨迹生成算法研究

在细分曲面造型技术日益盛行的情况下,以Catmull-Clark细分曲面为例,研究了细分曲面多轴精加工刀具轨迹生成算法。采用二阶差分方法计算满足加工精度要求的细分次数,并对细分后的网格进行等距。根据等距网格各顶点的变形因子,得到变形后的网格。获得截面数据点,并逆变形至原始空间。采用面积均值方法,计算得到刀位点的位置及刀具轴线方向矢量。通过三轴加工与所研究算法四轴加工进行对比,确认所研究算法加工误差较小,更为精确。     

复杂曲面上机器人自动喷涂路径规划方法

针对目前含有岛屿或空洞的复杂曲面上机器人喷涂路径规划中存在的问题,提出一种能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径设计方法。利用最小二乘坐标映射原理,将被喷涂曲面映射到二维平面域,建立目标曲面与二维平面域之间的一一映射关系,然后对平面映射域的内外边界进行连续偏置,构造能够保持轮廓平行的二维偏置曲线;进而以被喷涂曲面到二维平面域的坐标映射为向导,将无干涉二维偏置曲线逆映射到被喷涂曲面上,生成能够保持轮廓平行的喷涂路径,实现多岛屿或空洞复杂曲面上三维喷绘路径设计到二维平面的降维处理。实例仿真实验结果表明,所提方法简单实用,可在含有岛屿或空洞的复杂曲面上快速地生成能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径。     

基于NURBS曲线的凸轮廓线表达方法的研究及应用

为了使不同的凸轮廓线具有统一的表达形式,并保证凸轮廓线的光顺性,采用NURBS曲线来逼近凸轮廓线,并结合最小二乘法构建了NURBS曲线的目标函数,建立了基于NURBS曲线的凸轮廓线表达模型。将该模型用于步行式插秧机共轭凸轮推秧装置中共轭凸轮廓线的表达,拟合得到的凸轮廓线曲率变化均匀。与传统的拟合方法对比发现,用NURBS曲线拟合后得到的凸轮廓线曲率变化均匀、 误差小,需要的型值点少,从而表明采用NURBS曲线表达凸轮廓线具有明显的优势。     

基于工程条件构造可展面的方法

提出应用单参数平面族包络构造可展面的理论与方法,相应给出按照已知工程条件构造可展面的3种方法:已知可展面上一条曲线及可展面在曲线上的法线构造可展面;过两条已知曲线构造可展面;过已知曲线且与已知曲面相切构造可展面。     

根据运动的合成与分解设计凸轮廓线的解析法

根据运动的合成与分解原理 ,将移动从动件相对于凸轮的复杂平面运动分解为简单的往复运动和定轴转动 ,建立定坐标系和动坐标系 ;然后求出凸轮的理论轮廓和实际轮廓相对于动坐标系的直角坐标方程 ,最后采用坐标旋转变换就得到了凸轮的理论轮廓和实际轮廓相对于定坐标系的直角坐标方程 ,从而为凸轮的设计提供了一种简便实用的新方法     

基于椭圆的渐开线齿轮齿根过渡曲线研究

渐开线齿轮齿根过渡曲线是影响齿根弯曲应力的重要因素.为提高齿轮的弯曲强度,提出了采用椭圆曲线代替延伸渐开线的等距曲线,基于坐标转换原理,求出椭圆曲线方程.并采用30°切线法求出椭圆过渡曲线齿形系数和应力集中系数,与标准刀具加工的齿根曲线进行比较,结果表明采用椭圆过渡曲线可以使弯曲应力降低15％.根据齿形法线法,反求出获得该椭圆曲线的滚刀刀顶曲线,为滚刀刀顶设计和实际加工提供了理论依据.     

圆弧插值样条的约束生成方法及其应用

利用具有参数化设计,特征造型能力的ＣＡＤ系统中构成的约束功能与方法,给出了一种圆弧插值样条曲线的约束生成方法,这种方法并不需要或依赖系统的曲线造型功能,并可局部调整,尤其对缺乏曲线造型功能的ＣＡＤ系统构建插产条将有独到的作用。     

M—H回线可变时间常数的测量方法

针对光调制直接重写磁光薄膜磁滞回线的测量,提出一种简单的自动变积分时间常数的测量方法,既能有效地抑制噪声,确保幅度和相位的不失真,又能保证M－H矩形度的不失真,以及矫顽力Hc的一定精度。并给出一个比较例子,结果表明该方法更合理。     

基于神经网络的曲面拟合方法研究

分析了应用于反求工程的几种曲面拟合方法,提出一种基于神经网络技术的自由曲面拟合新方法。该方法能在实物原型存在破损或不完整的情况下对测量数据进行数据插补和曲面重构,获得精度较高的拟合曲面。通过安全帽面的测量与数据拟合处理实例,验证了该方法的有效性。