计算机辅助工业设计中NURBS曲线质量控制方法研究

在基于NURBS技术的计算机辅助工业设计(CAID)软件中,曲线的质量直接影响到曲面的质量以及后期曲面编辑与修改的难易程度,因此,好的曲线是构建优质曲面的核心与关键;从NURBS曲线的基本理论出发,基于CAID软件平台,结合实际经验,对NURBS曲线质量控制方法进行了研究,提出了提高NURBS曲线质量的实现方案.     

立式捏合机搅拌桨曲面的NURBS表示与误差分析

依据搅拌桨水平截面轮廓线的理论坐标点,反求生成了NURBS曲线;按照搅拌桨的螺旋升角,生成了一组不同高度截面轮廓线的NURBS曲线;利用蒙皮方法,生成了搅拌桨的NURBS曲面。提出了一种新的控制顶点投影法求解点到NURBS曲面最小距离的算法,用于计算搅拌桨的NURBS曲面的重构误差。结果表明,立式捏合机搅拌桨的NURBS曲面重构精度高,研究结果可为搅拌桨曲面优化设计提供借鉴。     

NURBS曲线曲面重构的方法

CAD/CAM中用有理多项式函数表示曲面越来越广泛。由于非均匀有理B样条(NURBS)可以精确表示解析形状和自由曲线曲面,国际标准组织(ISO)与1991年把NURBS作为表示工业产品几何形状的工业标准。这里主要讨论了NURBS曲线曲面重构的方法。     

权因子对NURBS形状曲线影响的研究

NURBS方法较好地给出了标准的解析形状(初等曲线、曲面)和自由曲线、曲面的公共数学形式，其中权因子为各种形状设计提供了充分的灵活性，文中主要介绍了权因子对NURBS曲线的影响。     

Rhino中NURBS曲线节点的特征与设计应用

NURBS是Rhino曲面建模软件的核心技术,为研究构成NURBS曲线的节点属性和特征,构建出简单、完整、高质量曲面,结合具体案例分析了曲线工具及对复杂曲线重构的方法,使得节点赋值和曲线属性一致,实现简化曲面的效果,以保证设计后期数据模型格式转换及在机械加工程序中确保模型的精度。     

基于NURBS插补的整体叶轮数控加工

在对比分析NURBS曲线插补技术和传统数控机床采用的插补方法特点的基础上,说明了NURBS曲线插补技术在曲面加工方面的优越性.进而对整体叶轮的叶片采用非均匀有理B样条（NURBS）进行曲线、曲面拟合,对整体叶轮数控加工工艺进行了规划,实现了NURBS插补方式的整体叶轮数控加工。     

电话话筒盖曲面重构设计的方法研究

介绍基于NURBS曲面造型的电话话筒盖面反求设计方法。通过分析电话话筒盖面形状特征 ,提出采用等间距扫描采样方法进行数据采集 ,并将曲面简化成截面曲线模型 ,进行特征线NURBS曲线拟合 ,为NURBS曲面造型提供了合理化数据     

采用截面特征点云的NURBS自由曲面构建

结合NURBS曲面的构建理论,以工程软件UG为平台,探讨了基于截面特征点云的NURBS自由曲面构建的工程实现方法.实现了由截面特征点云进行NURBS曲线拟合,再由拟合曲线进行自由曲面的构建过程,并从曲面的表面状态与误差两个方面对构建的自由曲面进行评估.实践表明:采用该方法构建的自由曲面能保证NURBS曲面拟合质量,且精度高,能有效地反映实物原型.     

基于B样条递推算法的NURBS双四次曲面矩阵表示

从B样条的递推定义出发,应用NURBS曲线及曲面的基础理论,同时结合符号的推理技术,推导出四次规范B样条基函数的矩阵表示形式。并在此基础上,利用NURBS曲面的有理分式表示,得出NURBS双四次曲面的矩阵与矩阵块表示,为曲线曲面的构造、数控仿真和分析提供了便利。     

基于MATLAB的叶片四次NURBS曲面反求重构及分析

为了提高涡轮增压器叶片曲面反求设计的精度和光顺性,在MATLAB环境下,基于曲面型值数据,利用双四次NURBS理论与方法,通过编程和大量计算等,重构了叶片曲面模型。经过与双三次NURBS叶片曲面模型误差的数据分析和图形对比,结果表明:四次NURBS曲线的误差和波动要小于三次的误差和波动;升高一次的四次NURBS曲线曲面反求设计具有更高的造型精度和光滑度。研究结论有助于在工程实践中,对复杂的自由型曲线曲面逆向工程的高效数据计算,为更精准、更光滑造型等提供支持和借鉴。     

NURBS插补技术在复杂曲面数控加工中的应用

分析了NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲线直接插补技术相对于传统数控系统中采用的直线或圆弧逼近对NURBS曲线数控编程的优越性;探讨采用NURBS曲线插补技术的CNC机床曲线曲面的加工方法以及实际应用中需要进一步解决的问题。     

高精度数控机床非均匀有理B样条曲线插补控制研究

在复杂曲面数控加工中,经常应用非均匀有理B样条曲线。介绍了非均匀有理B样条曲线插补原理,分析了传统非均匀有理B样条曲线插补方法,即泰勒展开法,确认泰勒展开法在计算精度和时效性等方面存在不足。针对泰勒展开法存在的不足,提出采用割线法进行非均匀有理B样条曲线插补。介绍了割线法插补原理,分析了迭代运算初值及终止判定问题。通过对比确认,割线法求解时间短,精度较高,可以满足高精度数控机床非均匀有理B样条曲线的插补控制要求。     

A bisection method for the milling of NURBS mapping projection curves by CNC machines

The concept of non-uniform rational B-spline (NURBS) mapping projection curves (NURBS-MPCs) is proposed in this work. A NURBS-MPC is a projection curve on a NURBS surface of a NURBS curve. The bisection method is used to interpolate NURBS-MPCs. Using an assigned chord, the interpolation of a NURBS-MPC can be obtained easily, and the milling precision of the NURBS-MPC can be controlled effectively. Based on the NURBS theory, the bisection method, and the parametric programming method, an online NURBS software package (NURBS-SP) for FANUC 0i-MB/MC/MD CNC system and an offline NURBS toolbox (NURBS-T) for Matlab have been developed. Using an example of a planar NURBS curve, a NURBS-MPC is created on a NURBS surface. The simulation and milling of the NURBS-MPC show that the bisection method is feasible and effective. The online NURBS-SP endows the NURBS interpolation function for those CNC systems only equipped with linear interpolation (G01) and circular interpolation (G02/G03) and extends the interpolation functions and machining capability of low-middle level three-axis milling machines. The interactive application of the NURBS-T and NURBS-SP can accomplish the design, simulation, and milling for NURBS-MPCs. This feature makes them to have broad application prospects in CNC machining industry.     

反求工程中实物测量数据补缺及重构技术

复杂曲面反求工程建模是目前 CAD领域的热门研究课题之一 ,通用 CAD/ CAM软件还不能很好地解决这个问题。尤其是一些带凹边、孔或槽等特征的复杂自由曲面零件的 NURBS曲面重构 ,在实际 CAD建模过程中更是耗时、费力。本文针对这类反求工程 CAD建模问题。提出了对实物零件进行人工局部补缺和通过专门软件对数字模型进行补缺的复合数据预处理方法 ;基于三角曲面模型 ,研究了复杂曲面零件的分区 NURBS曲面重构。利用反求工程软件 RE- SOFT,解决了有关零件的反求工程 CAD建模 ,大大缩短了实物样件的反求设计和建模时间 ,提高了复杂曲面产品的设计效率     

NURBS曲线、曲面造型过程的可视化设计

由于ＮＵＲＢＳ曲面、曲线构造的复杂性,描述ＮＵＲＢＳ曲线、曲面必然采用复杂的数据结构,这样给人—机交互带来很大的困难。本文利用ＶＣ＋＋编写的ＮＵＲＢＳ曲线、曲面造型系统可以实时观察曲线、曲面的控制点、节点信息,可以实时对控制点、节点进行诸如添加、修改、删除等操作,这对ＮＵＲＢＳ曲线曲面造型无疑会带来极大的方便。     

用于加工弧面凸轮轮廓曲面的NURBS插补方法

在分析弧面凸轮轮廓曲面上加工刀痕产生的原因,以及对分度机构性能影响的基础上,提出了用NURBS样条插补凸轮从动件运动规律曲线的思想方法.通过对NURBS样条插补改进算法的深入分析,得出了进一步校正满足加工步长条件的NURBS样条参数增量的算式.同时对插补前弧面凸轮从动件运动规律曲线的修正、NURBS插补误差和插补过程的实现进行了计算与分析.结果表明,采用文中给出的方法,能显著提高弧面凸轮轮廓面的加工精度.     

产品造型设计中的NURBS方法研究

适合计算机系统的复杂曲面表示是工业产品造型设计的关键，过去使用的Ｂｅｉｚｅｒ、Ｂ样条方法已不能满足目前设计形势的需要。本文探讨了目前ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中利用ＮＵＲＢＳ进行产品复杂曲面设计的理论和方法，全面总结和归纳了ＮＵＲＢＳ曲面造型的基本形式，并对其中典型的造型方法给出了相应的数学表示，展示了其优越的设计几何能力。