异径圆管相贯线数学模型及其平面展开曲线逼近算法

为实现两异径圆管相贯的理想焊接,需要对相贯线的切割轨迹进行控制,加工出满足一定精度要求的相贯曲线。首先,通过齐次坐标变换建立了两异径圆管偏置斜交的空间相贯线的数学模型,并将其展成平面曲线;再利用MATLAB对空间相贯曲线及其平面展开曲线进行仿真,验证了曲线模型的正确性。最后,依据等间距原理,VB编程实现了直线逼近平面展开曲线并生成相应的数控加工代码,为相贯线的研究设计奠定了技术基础。     

圆管相贯线接缝优化的等间距直线逼近算法的研究

两圆柱管之间的连接形成的相贯线接缝为复杂的空间曲线。为了实现两圆管相贯线接缝的自动焊接,加工出满足焊接精度的相贯线接缝,需要对数控设备的运动轨迹进行控制。首先建立圆管斜交的空间相贯线数学模型,通过MATLAB编程验证曲线模型的正确性,在对数控设备运动学模型分析的基础上将空间曲线展开到平面曲线,利用Origin软件拟合平面展开曲线,根据优化的等间距法原理,利用VB软件开发了数控系统实现了插补过程的动态仿真。结果表明,该算法能够满足相贯线轨迹控制的精度要求,为相贯线研究设计奠定了技术基础。     

关于异径圆管相贯线比较积分插补算法的研究

为实现相贯线数控切割及两管的理想焊接,就需要对切削工具的运行轨迹进行控制,由于比较积分法插补算法具有插补精度高和速度控制容易等特点,因而对相贯线比较积分插补算法的研究具有重要的现实意义。通过齐次坐标变换建立了两异径圆管偏置斜交空间相贯线的数学模型;通过MATLAB编程仿真,获得了一系列相贯平面展开曲线上的节点;利用Origin软件拟合相贯平面展开曲线,获得了二阶线性方程;根据比较积分法插补算法原理,利用VB编程软件实现了相贯平面展开曲线插补过程的动态仿真,为相贯曲线的研究设计、加工制造等奠定了理论与实践的技术基础。     

设计与工艺实用数学讲座 第十三讲 管筒斜交(上)

圆（柱）形的接管与筒体倾斜相贯（它们的轴线相交），简称为管筒斜交。虽然其相贯线是空间曲线，与管筒直交一样，管与筒均可分别展开为平面，因而其相贯线也都可以转化为平面曲线，并建立相贯线的函数式。由于外交，其相贯线在一定条件下又出现了与直交时不同的特点．一、接管的展开1．接管展开函数式1）管筒斜交结构、参数管筒斜交如图1所示。主要参数：R为筒体半径；r为接管半径；H为接管长度（接管端面至筒体的最短距离）；α为接管的倾角。2）基准面与接管展开函数式（1）基准面：见图1，过筒体、接管最短相贯点M的截面K—K为基准面…     

基于VTK的相贯线坐标计算方法研究

相贯线是复杂的空间曲线,相贯线坐标的提取是相贯线加工数据提取过程中的关键和难点。对相贯线切割原理和已有相贯线计算方法进行研究,论述了现有方法的局限性和不足。利用开源三维开发平台VTK的管道机制编程建立管件模型,建模时通过设置参数控制相贯线模型的精度。基于面向对象技术调用VTK中的方法读取相贯线模型数据文件,计算相贯线在基准模型坐标系中的坐标值,经坐标变换得到相贯线在模型坐标系中的坐标值。基于VTK计算的相贯线数据,格式转换后能被专业切割机软件识别并展开,验证了该方法的可行性与正确性。     

多管相贯结构中圆管分点平移试探排料算法

在多管相贯的桁架结构中,圆管端口截面相贯线通常为突变多、形状复杂的空间曲线。针对传统排料算法难以处理多管相贯模型下圆管排料的问题,利用空间解析几何知识和数值积分原理,在分析相贯线平面展开的基础上,提出了多管相贯结构中圆管的分点平移试探排料算法。该算法以细分点为自变量,通过对细分点位置进行平移,循环比较展开图中管件废料的积分面积,从而找出最优排料方案。该算法能有效处理端口截面相贯线为任意形状的圆管排料问题。对以该算法为基础的排料模型进行了仿真试验,验证了该算法的通用性和可靠性。     

复杂曲面相贯线焊接轨迹控制算法的研究及仿真

曲面与圆管之间的焊接比较普遍,为了实现复杂曲面相贯线的自动焊接,在五自由度焊接机床的基础上,以圆锥面与圆管的焊接为研究对象,构造圆锥面与圆管的相贯线方程,利用等长直线段拟合整条相贯线,实现运动轨迹的插补运算,计算出插补各点的坐标参数及焊枪角度,以对焊枪姿态进行实时调整。利用OpenGL软件,对插补运动进行动态仿真,观察运动轨迹是否正确,仿真结果验证了在五自由度焊接机床上,该运动控制算法可以实现复杂曲面相贯线的自动焊接。     

基于SolidWorks“天方地圆”与圆锥斜交异形钣金件下料方法的研究

针对传统图解法进行"天方地圆"与圆锥斜交异形钣金件进行展开时存在效率低、步骤繁琐且不能展开"天方地圆"与圆锥斜交空间复杂相贯线等缺点,进行基于solid Works功能的展开图生成方法的研究,经过三维建模-分割-钣金件转换,快速生成用于生产的钣金件展开,为具有空间复杂相贯线的异形钣金件展开图的生成提供了新方法。     

基于软件的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法

在介绍五轴联动数控焊接机床结构与工作原理的基础上,重点研究了基于软件体系结构的复杂相贯线接缝自动焊接运动控制算法。以实现椭球面封头焊接接管的相贯线接缝自动焊接为例,分别介绍了相贯线接缝空间曲线方程构建、利用直线段插补拟合接缝曲线时各插补离散点坐标参数与焊枪姿态调整参数计算以及各坐标轴插补位移量计算等算法。利用本文介绍的软件算法对复杂相贯线接缝自动焊接运动过程进行控制,具有较高的柔性和通用性,并且大幅度地降低了设备成本。     

异径正交圆柱管相贯尺寸用AUTOLISP语言编程

制冷装置用热交换器上有多种结构形式的开孔接管。接管与筒体地连接方式常见的有异径正交,异径斜交,异径偏心正交,异径偏心斜交等。传统的接管下料,放样及筒体开孔划线方法是在平整的地面上或钢平台上进行1:1的放大样,求连接相贯线,再将相贯线展开做成样板。此种方法工作量大且精     

关于具有公共对称平面的二次回转曲面交线的投影分析

应用图解和数解结合的办法,找出两个二次曲面相贯的规律,当两个具有公共对称面的二次回转曲面的轴线平行时,相贯线在公共对称面上的投影一般为抛物线;当两个具有公共对称面的轴线相交时,相贯线在公共对称平面上的投影一般为双曲线。     

零件表面的交线(二)——相贯线

零件表面上,由两立体相交而产生的表面交线,称相贯线,如图1的三通,图2的弯头。零件上的相贯线是多种多样的,但较常见的是两圆柱的相贯线,所以,这里着重讨论两圆柱相贯线的性质及其投影。两圆柱的相贯线是两圆柱表面的分界线,也是共有线,共有线上的每一个点是两圆柱面的共有点。在一般情况下,相贯线是空间曲线(即曲线上任意四个连续的点不在同一个平面上),如图     

圆管相贯线切割过程仿真及数控代码自动生成

以钣金展开理论为基础建立了圆管相贯线三维方程,在AutoCAD2000环境下用VBA(VisualBasicforApplication)实现了相贯线的平面展开、圆管切割后预览、切割过程仿真及用于火焰切割的数控代码的自动生成。     

机械图样中常见回转体对称叠加相贯线的简化画法

机械图样中回转体正交对称叠加相贯线非常多见,需直接绘制二维工程图样。本文将机械零件中常见回转体正交对称叠加相贯的形式进行了分类,推导并总结出了求其相贯线极值点高度位置的作图方法,提出了简化画法。经实例证明该方法简单实用,圆弧与精确的相贯线近似程度较高。     

偏置料斗曲面模型及曲面放样

建立了以斜圆锥为特征形体的偏置料斗的数学模型,得到其曲面交线的方程。基于Pro/E三维软件,创建了理想的料斗3D模型,检测其曲面的可展性,并利用"展平面组"的高级功能生成其精确的展开图,进一步利用Pro/E行为建模模块中的"UDA"分析功能,从放样的边沿曲线上提取了点坐标,为在数控机上自动下料提供了精确的数据。该方法不仅可以自动生成复杂曲面形体板件的展开图,且下料成形后曲线均匀光滑,焊口吻合整齐,焊缝质量高,有效解决了偏置料斗放样的难题,保证了其加工质量,对工程实际应用具有重要的指导意义。     

解析法求解截交线和相贯线方程

为解决计算机绘图省时、快捷、准确输出截交线和相贯线的要求,推导了常见的截交线和相贯线的解析表达式;首次用解析式指出互相垂直的两圆柱相贯线在其半径R1≠R2时为双曲线。     

设计与工艺实用数学讲座 第十二讲 管简直交

圆（柱）形的接管与简体垂直相贯（它们的轴线相交）简称为管筒直交。这种结构在工程上应用十分普遍。管简直交（包括其它相贯方式）相贯线是一个空间曲线、但管与简都可展开为平面，因而它们的相贯线皆可转换成平面曲线。只要合理地建立坐标，均可建立相贯线展开的函数式。一、接管展开函数式1．管筒直交结构及参数管筒直交如图1所示，筒体半径R，接管半径r，接管高度H（接管端面至简体最高点M的距离）。2．某难面还展开函数式见图1，以过简体最高点M的截面A—A为基准面。其上为接管部分高度H，其下是接管母线与筒体相贯位置不同长度变…     

实现相贯线空间机构的类型综合

相贯线在加工制造业中有着广泛的运用,但现今的装置只能实现固定回转面间的相贯线,不具有通用性,如用机器臂编程实现相贯线轨迹则较为复杂。基于此提出了一类能够实现基本回转曲面相贯线的空间机构,分析了这类机构的构成及相互转化关系,并列出了此类机构的全部类型,初步探讨了该类机构的传动特性及其在实际应用中的若干问题。该类机构既可以实现圆环面、圆柱面、圆锥面、圆球面间的相贯线轨迹,也能用于空间运动的传递和转换。     

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。     

基于函数极值原理求解回转体复杂相贯极值点

机械制造中常遇到回转体相贯的情况,特别是在管路加工中.如何准确加工回转体的相贯线是精确制造及保证性能的关键,而相贯线求解中,极值点的求解至关重要.文中针对柱、锥相贯线极值点给出了数学求解模型,并按此模型构建了相贯线最右点投影方法.