涡轮叶片造型方法的研究

对涡轮片进行精确的数学描述是对其进行数控加工的前提，本文讨论了在给定叶片沿叶高方向上截面数据的情况下，采用双三次B样条拟合法和三次NURBS曲面插值法构造叶片曲面的具体算法，分析了两种方法的优缺点，并给出了具体的算法和公式，深入探讨了叶片构造过程中遇到的部分网格确定，插值曲面构造，圆弧的二次NURBS曲线精确表示，NURBS曲线节点插入算法及其升降阶等关键性技术问题。     

基于NURBS曲线的扩径头模块插补算法

在分析三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线原理的基础上,提出了NURBS曲线的实时插补算法.该算法通过插补预处理以及合理的近似计算,大大减小了插补计算的时间;并且列出了插补误差和进给步长自适应控制,从而实现高速高精度插补加工.     

焊接机器人空间轨迹段间位姿平滑过渡方法

针对目前采用传统轨迹过渡方法在实现多段焊接轨迹过渡处理仅能保证机器人末端速度的平滑性，却无法实现满足弓高误差要求的问题，提出采用三次非均匀有理B样条曲线(non-uniform rational B-splines, NURBS曲线)的最大弓高误差可控的轨迹过渡方法。根据最大弓高误差计算过渡路径点，并用NURBS曲线对路径点进行拟合得到过渡轨迹。此外，基于位姿同步，对衔接点的角速度进行前瞻处理，并采用S型加减速对轨迹姿态进行规划。在自主搭建的机器人测试平台验证所提出的轨迹过渡方法，实验结果表明可以根据焊接工艺需求设定最大弓高误差，且在保证机器人末端线速度和角速度平滑性的基础上，保证实际弓高误差小于设定值。     

NURBS曲线自适应插值拟合算法

针对从DXF文件中构造的NURBS曲线,提出了一种曲线的自适应分解算法.该算法结合了NURBS曲线的形状信息,通过计算比较插补点的曲率半径与给定阈值的大小,以决定当前插补类型为直线段或是圆弧段,在满足加工精度的前提下,采用伸缩步长法使得拟合的区间尽可能大.经实际运行表明,此方法拟合的加工程序段少,能简化数值计算和编程,减少数控机床的预处理时间.该算法具有通用性,为其他曲线的插值拟合也提供了一种有效途径.     

基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法

为提高NURBS曲线插补的运动平滑性，提出一种基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法。该算法通过使用四阶S曲线加减速求解NURBS曲线节点上的速度，首先分析最大速度、最大加速度和最大加加速度的可达性，同时考虑非对称四阶S曲线加减速模型，并对较短弧长的采用二分法寻找实际最大速度，规划出31种速度曲线类型，然后根据NURBS曲线参数和约束条件生成对应的速度曲线。仿真结果表明，与三阶S曲线加减速控制的NURBS曲线插补算法相比，所提算法的插补精度更高，加速度曲线光滑且加加速度曲线连续无突变，降低其运动过程中的柔性冲击。     

NURBS曲线数控加工中的一种逼近方法

根据自由曲线上测得的型值点,通过反求工程,构建了NURBS曲线,并详细分析了采用伸缩步长法直线段逼近NURBS曲线的过程,对逼近误差进行了分析,表明其满足加工曲线的要求.该计算方法简单,逼近精度较高.     

恒压恒流凸轮柱塞泵凸轮曲线特性分析及优化

医疗器械中体外诊断分析仪中使用的恒压恒流凸轮柱塞泵,其关键在于凸轮形成的轨迹曲线。根据柱塞运动的轨迹计算凸轮的轨迹曲线并在SolidWorks软件中进行仿真,发现凸轮的轨迹曲线与理想轨迹曲线存在偏差,从而影响凸轮柱塞泵恒压和恒流的性能。为了优化凸轮轨迹曲线,采用Catmull-Rom三次插值曲线拟合离散点及NURBS柔性曲线控制顶点位置和权因子两种设计方法,并将两种方法得出的凸轮曲线与理想轨迹曲线进行对比,结果表明:采用后一种方法,凸轮的轨迹曲线更接近理想轨迹曲线。为了验证计算结果,搭建凸轮柱塞泵测试平台,利用国外先进的微型流量计测试流量的脉动。该实验平台可以实时反馈流量的变化,并且通过曲线的形式反映优化前后的不同数据。经过测试,优化后的流量脉动及脉动率明显要比优化前的小,满足体外诊断分析仪产品的使用需求。     

过冷奥氏体等温转变曲线数据库的建立

本文用三次样条函数描述钢的过冷奥氏体等温转变曲线，在微机上建立了ＴＴＴ曲线数据库，实现了ＴＴＴ曲线的数据形式存储与动态调用，操作简单，直观，占用计算机存储空间小，并进一步等温转变动力学公式计算出过冷奥氏体等温转变过程中任意转变量曲线，与手册中的曲线吻合得很好。     

基于FPGA的NURBS曲线插补设计与实现

基于现场可编程门阵列(FPGA),以Cox-de Boor递推插补算法为基础,对NURBS曲线插补的FPGA实现方法做了深入探究。将基于Cox-de Boor的NURBS曲线插补映射到FPGA中实现,同时注重并行处理和流水线等基本设计技巧,相比基于PC或者DSP结构的串行计算,极大地提高了NURBS插补的运算速度。在不改变算法结构的前提下,该方法也可用于B样条曲线和Bezier曲线。仿真和实验结果表明,利用FPGA可显著改善NURBS插补的运算速度。     

带有精确截面信息的一种曲面重构方法

逆向工程中需要由测量点重构曲面,并且在特定位置有精确截面轮廓信息。针对有序离散点,提出二次反算的方法。首先反算构造有序离散点的整体c^2连续的插值曲线,通过自变量的域变换,精确得出所须插值位置的坐标值,然后采用NURBS曲面进行控制点反算,得到分块连续的曲面模型,特定截面轮廓在块连接处精确得到,最后给出具体的应用实例。     

Algorithms to support point-based cadcam

This paper presents a system that supports a point-based approach to CADCAM that was first suggested by McLaughlin. The core to the approach is the ability to interpolate a grid of points in a geometrically meaningful way that does not suffer from the disadvantages of the standard interpolation schemes based on NURBS. The essential features of the approach are based on recursive subdivision between existing points to generate intermediate points that are consistent with a smooth curvature profile. There are many advantages to this approach. Time-consuming surface fitting is not necessary; there are no problems with ensuring continuity between surfaces; data exchange can be carried out exactly. By chosing to work entirely with points, all of the standard interrogations available in CAE systems, including visualisations, FE analysis and NC machining, which are dependent on NURBS curves and surfaces have to be replicated. The feasibility of the point-based approach is illustrated by showing how geometric interrogations and machine tool paths can be accurately generated using just points.     

基于平面曲率提取产品特征线的散乱数据建模

提出了一种基于平面曲率从散乱数据中提取特征线的方法,它包括三个主要步骤：首先对散乱数据截取平面点云,利用平面曲率法提取特,正点;然后,把取得的特征点作为NURBS曲线的节点,求出NURBS曲线,用能量法光顺,生成产品特征线;最后,利用生成的特征线分割测量数据,然后分块拟合。该方法把复杂的三维散乱数据的产品特征线提取问题变为简单的二维计算,降低了运算复杂度。     

三次样条曲线回转面的车削加工

为了在数控车床上完成三次样条曲线回转面的车削加工,文中介绍了G1连续和G2连续的条件,讨论了通过G1连续和G2连续条件建立三次样条曲线数学表达式的方法,根据该表达式,编写了精车三次样条曲线回转面的NC程序.通过在CK6132数控车床上实际加工验证,以及与UG自动编程加工结果对比,文中通过G1连续和G2连续条件建立三次样条曲线数学表达式的方法是正确的.     

自由曲线的等距放大及其在模具设计中的运用

在模具计算机辅助设计以及其他工业设计领域中,曲线的等距放大功能运用十分普遍,如常见的编制数控加工指令,冲模的凸凹模间隙处理等。平面直线、圆弧组成的线条族的等距放大问题已经在很多文献中给出比较完善的解决方案,技术相对比较成熟,而平面上自由曲线的等距放大问题却没有很好的解决方案。本文就有理B样条的等距放大问题给出一个比较实用的解决算法。     

压缩机螺杆转子型线逆向设计方法

在介绍传统螺杆型线设计方法的基础上,提出了基于测量数据的螺杆型线逆向设计方法.通过三维激光扫描仪测得压缩机螺杆的点云数据,对螺杆扫描数据进行处理,针对螺杆截面数据采用NURBS曲线拟合螺杆型线.最后实现了一种精确反求螺杆型线的方法.     

Machineability in NURBS interpolator considering constant material removal rate

Increasing demands on precision machining of three-dimensional free-form surfaces have necessitated that the tool move smoothly and at varying feedrates. To achieve this, parametric interpolators, such as the Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) interpolator, have been introduced in CNC machining systems. Such interpolators reduce the data burden in the Numerical Control (NC) code, increase data transfer rate into the NC controller, and finally give smooth motion while machining. In this research, a new concept to control cutting load in a NURBS interpolator based on the degree of curvature was tried. This protects the cutting tool and improves machineability. To prove the system, cutting force and surface topography were evaluated. From the experimental results, the interpolator is adequate for machining a free-form surface.     

航空燃气涡轮叶片造型技术研究

涡轮叶片的造型是数控加工的前提条件。本文在给定由气动力学计算所得的相关数据的情况下,分别采用手工几何造型法和NURBS造型法对航空燃气涡轮叶片进行造型,给出了具体的公式和算法,并对这两种造型技术进行了研究和分析。     

基于Cox-de Boor递推的任意次NURBS曲线插补算法的研究与仿真

论文基于Cox-de Boor递推算法实现了任意次NURBS曲线的插补,利用差分插补方法来预估参数,结合机床实际加工过程中所必需满足的条件,将进给速度,机床最大加速度,最大弓高误差分别约束的参数进行比较,优化出最佳参数值,实现了速度自适应控制。论述了控制顶点、节点矢量、权因子对NURBS的影响,利用二分法线性搜索节点区间,给出了系统生成的NURBS曲线插补的NC代码形式,列出了整个插补算法的流程框图,在C++builder开发环境下完成了对任意次NURBS曲线的插补仿真,验证了算法的可行性。