自由曲面高性能數(shù)控加工刀具路徑技術(shù)研究.pdf

1、論文提出了基于自由曲線曲率的G1連續(xù)圓弧樣條擬合與刀具路徑生成方法。建立了便于計(jì)算和易于編程的NURBS曲線曲率矩陣表達(dá)式。通過(guò)應(yīng)用曲線的曲率關(guān)系，給出基于刀具路徑生成的圓弧樣條擬合方法，實(shí)現(xiàn)了基于曲率關(guān)系的擬合算法，并生成相應(yīng)的圓弧樣條刀具路徑。 論文研究了雙圓弧曲線和雙圓弧樣條的幾何性質(zhì)，建立了雙圓弧族曲線中調(diào)整參數(shù)k與雙圓弧形狀參數(shù)的關(guān)系模型，找出并證明了調(diào)整參數(shù)后與雙圓弧內(nèi)部參數(shù)λ以及與雙圓弧曲率之間存在的內(nèi)在關(guān)系及規(guī)律

2、。結(jié)合此規(guī)律，提出了雙圓弧擬合的曲率控制機(jī)制，并提出了面向數(shù)控加工的無(wú)過(guò)切雙圓弧樣條擬合與刀具路徑生成方法，實(shí)現(xiàn)了無(wú)過(guò)切雙圓弧樣條高精度擬合和刀具路徑生成算法。 論文研究了NURBS曲線擬合與刀具路徑生成技術(shù)。找出了數(shù)控加工刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布特點(diǎn)，并據(jù)此提出了刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)參數(shù)化和節(jié)點(diǎn)矢量構(gòu)造的近似弧長(zhǎng)新方法。給出了NURBS擬合優(yōu)化計(jì)算中控制頂點(diǎn)位置與數(shù)量的初始設(shè)定以及調(diào)整方法?；贜URBS刀具路徑生成的需求提出了面向刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)擬

3、合的兩步優(yōu)化高精度擬合方法，并實(shí)現(xiàn)了其算法。 論文將由上述理論與算法得到的圓弧樣條刀具路徑、雙圓弧樣條刀具路徑和NURBS曲線刀具路徑分別應(yīng)用于不同的自由曲線曲面數(shù)控加工中，實(shí)例分析和比較證明了本論文提出的各種算法在擬合精度、計(jì)算效率和計(jì)算穩(wěn)定性等方面的優(yōu)越性和在刀具路徑生成技術(shù)方面的實(shí)用性，能夠滿(mǎn)足曲線曲面高精度數(shù)據(jù)擬合的要求。 上述滿(mǎn)足高性能加工的G1連續(xù)圓弧樣條和NURBS表達(dá)形式的刀具路徑在加工中的應(yīng)用，易于在數(shù)