PHIGS中NURBS曲线曲面方法及应用

非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）曲面由于在复杂零件的设计制造中的表现出众多的优点，从而在ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中得到广泛的应用。本文在介绍ＰＨＪＧＳ中ＮＵＲＢＳ曲线曲面方法及特点的基础上，讨论了ＮＵＲＢＳ曲线的次数、节点矢量及权的选取。并结合造型系统的开发，提出了一种基于ＮＵＲＢＳ曲线曲面的准Ｂ Ｒｅｐ造型方法，最后，给出了在ＩＢＭＲＩＳ／６０００ ３２０Ｈ工作站上实现的应用实例。     

数控加工中NURBS曲线的小线段离散方法

针对将NURBS曲线离散成连续小线段轨迹问题,提出局部等弦长、等弦差、偏转角可控的离散算法.分别对等弦长、等弦差离散算法进行仿真,验证这两种算法的优缺点;结合弦长、弦差和偏转角之间的耦合关系,提出对NURBS曲线进行区域分割,实现离散后的小线段轨迹局部等弦长、等弦差,轨迹相对光顺.利用平面光栅进行实验验证,实验结果表明:利用该算法,离散后的小线段轨迹可以很好地逼近原NURBS曲线,并且保证轨迹相对光顺.     

鞋楦曲线数学建模的研究

讨论了鞋楦CAD中的曲线数学建模方法,首先提出了一种尖点识别方法,对鞋楦来说,该方法比一般的轮廓尖点识别方法更加简单适用,然后提出了利用三次B样条对鞋楦进行曲线建模的新方法.通过计算机编程实现表明,提出的两种方法提高了计算效率并能使插值精度得到保证.     

自由曲线、曲面的等距算法及其在数控加工中的应用

推导了NURBS曲线、曲面及其等距曲线、曲面的各阶导矢以及曲率计算,分析了参数曲线、曲面的线性插值误差,讨论了插值等距曲线、曲面上点的采样原则及B样条形式表达的插值曲线、曲面的求解。最后提出了三轴联动行切(NC)加工的刀位计算方法。     

逆向工程技术在鞋楦设计中的应用

基于已有的鞋楦,结合逆向工程技术,对其进行逆向设计的研究.采用先进的便携式测量系统FaroArm Platinum对鞋楦进行非接触式测量,获得鞋楦表面数据,利用Imageware软件对采集的数据进行处理,并完成鞋楦模型的重构.研究表明:逆向工程技术在鞋楦设计中的应用具有显著意义.     

基于UGNX的异型石材多功能复合加工中心数控加工与仿真技术研究

异型石材多功能复合加工中心SYH4608由8轴双5联动系统组成,为使其获得高效、可靠的加工程序,通过对异型石材加工的典型零件程序编制和UGNX软件后处理器UG/POS的二次开发,建立了异型石材加工程序高效编制系统,并使用VER ICUT软件对所产生加工程序进行了加工仿真及验证.得到了罗马柱石材模型的刀具加工轨迹,并验证了其合理性;建立了专门针对SYH4608异型多功能复合加工中心的后处理器,通过该后处理器生成了可靠的NC程序;通过VER ICUT软件对NC程序进行加工仿真,其结果验证了数控编程的可靠性以及机床的加工性能和后处理器的高效性,为异型石材数控加工技术的后续研究提供了技术基础.     

基于NURBS方法的三维型腔曲面的几何描述及网络域的生成

ＮＵＲＢＳ方法是目前塑性成形三维数值模拟领域最具代表性的方法,具有强大的造型功能。研究了采用ＮＵＲＢＳ方法构造曲线、曲面方程和网格生成及插值生成曲面的问题,并利用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编制了描述模具型腔表面的程序。     

基于OpenGL的STEP—NC数控铣削系统加工仿真

介绍了在VisualC骄境下,利用OpenGL图形函数库开发基于STEP—NC的数控铣削系统的加工仿真。给出OpenGL与VC＋＋的接口机制,说明了加工仿真中工件和刀具的建模方法以及工件和刀具的动态求交来实现材料的去除效果,模拟了真实情况下的加工过程。     

基于NN与GA的曲面加工适应学习控制研究

提出了适用于曲面加工条件的适应学习控制方法,在回避加工振动的前提下以实现高效效率加工为目的,将遗传算法（GA）的优化机能与神经网络（NN）的学习机能相融合,建立了由开放式CNC加工机床,多维传感器,实时控制器,学习模型及优化模型组成的曲面加工适应学习控制系统、切削实验结果表明所提出的加工条件适应控制系统可有效地抑制曲面切削振动,提高了切削加工效率。     

基于ANN-NURBS的散乱数据点自由曲面重构

探讨了曲面三维密集散乱点数据的几何建模方法。按照先压缩后拟合的两步方法重构策略，实施基于ANN-NURBS的散乱点自由曲面重构。提出了基于人工神经网络(ANN)的散乱数据点的拓扑矩形网格重建方法并建立了神经网络模型。该模型利用神经元对曲面散乱点的学习和训练来模拟曲面上的点与点之间的内在关系，结点连接权矢量集作为对散乱点集的工程近似化并重构曲面样本点的内在拓扑关系。算例表明，该方法可实现三维密集散乱点数据自组织压缩，生成期望疏密程度和精度的矩形拓扑网格，并可有效保持原数据点集的拓扑特征，从而实现了基于NURBS的大规模散乱数据点的精确曲面重构。     

椭圆回转镜面的数控加工模型

为了提高椭圆回转镜面的制造精确度,提出了抛光前二轴联动数控加工椭圆回转镜面方案;给出了在确保精确度前提下的许用工具半径和行距的几何模型,推导出了镜面最小曲率半径、水平进给和轴向进给量的计算公式。实例验证,该方案、模型、公式可行且可靠,对其他回转面及其离轴情形也具有重要参考价值。     

新型数控刻楦机的误差分析和精度综合

为了提高数控刻楦机加工精度，提出了数控刻楦机加工精度分析与精度综合的新方法.根据数控刻楦机系统特定的树状拓扑结构,利用多刚体系统理论建立了系统空间误差计算模型,通过讨论整个工作空间误差分布规律,找到系统最大误差位置.并对系统最大误差位置进行误差参数灵敏度分析.用蒙特卡洛法进行精度综合.结合误差灵敏度分析,对主要部件的精度进行分配.结果表明,新方法所得到的精度分配方案对最大体积误差小于0.05 mm的概率平均值从原方案的0.6592提高到0.7021.结果表明,该方法可以实现复杂多分支运动链系统的误差分析和精度综合,提高系统加工精度.