基于STEP標(biāo)準(zhǔn)的自由曲線曲面插補(bǔ)技術(shù)研究.pdf

1、隨著機(jī)械制造、自動(dòng)控制、微電子、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的數(shù)控技術(shù)即將被新的、開放式的數(shù)控技術(shù)所取代。在數(shù)控系統(tǒng)中，插補(bǔ)功能的優(yōu)劣直接影響著對CNC控制系統(tǒng)整體性能的評價(jià)。由于在現(xiàn)代制造業(yè)中，對曲面加工的需求和質(zhì)量要求不斷提高，而傳統(tǒng)的以直線、圓弧為代表的插補(bǔ)技術(shù)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這一需求。因此，需要研究新的自由型曲線曲面插補(bǔ)技術(shù)，來改善零件的加工效率和加工質(zhì)量，以適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展要求。 STEP標(biāo)準(zhǔn)是適用于用計(jì)算機(jī)對產(chǎn)

2、品數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)和交換的一個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)系列。標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是建立一種完整的，明確無歧義的，中性的，計(jì)算機(jī)可處理的標(biāo)準(zhǔn)來表示產(chǎn)品全生命周期的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，并且獨(dú)立于任何特定的系統(tǒng)。而由于NURBS良好的數(shù)學(xué)特點(diǎn)，被規(guī)定為STEP標(biāo)準(zhǔn)中表述曲線與曲面的性一形式，且在CAD領(lǐng)域，NURBS已得到較好的應(yīng)用。因此，本文主要基于STEP標(biāo)準(zhǔn)，利用NURBS表述曲線與曲面，在此基礎(chǔ)上研究曲線與曲面的插補(bǔ)技術(shù)。 本文首先深入分析了STEP標(biāo)準(zhǔn)，著重從ST

3、EP標(biāo)準(zhǔn)的組成、結(jié)構(gòu)與內(nèi)容、EXPRESS描述語言等方面對STEP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究；同時(shí)為了后續(xù)工作的開展，從文件的交換形式、文件的結(jié)構(gòu)以及文件中數(shù)據(jù)段內(nèi)容分析等方面對STEP標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)鍵的STEP中性交換文件進(jìn)行了研究；采用合并的方式獲得STEP標(biāo)準(zhǔn)中NURBS曲線與曲面的數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而將EXPRESS中的相應(yīng)實(shí)體類映射到C++中的類，在此基礎(chǔ)上，利用VC++開發(fā)出提取NURBS曲線與曲面相關(guān)幾何信息的系統(tǒng)。 在NURBS曲線插補(bǔ)技

4、術(shù)研究中，首先對提取出的有關(guān)NURBS曲線的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行了插補(bǔ)前的預(yù)處理。在等弧長插補(bǔ)思想的基礎(chǔ)上提出了一種新的NURBS曲線插補(bǔ)算法，該算法能夠綜合考慮精度要求，根據(jù)曲線曲率的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)給速度，從而實(shí)現(xiàn)對曲線的均勻插補(bǔ)。同時(shí)對插補(bǔ)過程中的實(shí)時(shí)加減速控制方法進(jìn)行了研究，采用一種適用于NURBS曲線高速加工的新型柔性加減速算法，保證了加速度和加加速度的平穩(wěn)變化。 在NURBS曲面插補(bǔ)技術(shù)研究中，首先介紹并比較了目前曲面加工中幾