散乱数据点的细分曲面重建算法及实现

提出一种对海量散乱数据根据给定精度拟合出无需裁剪和拼接的、反映细节特征的、分片光滑的细分曲面算法．该算法的核心是基于细分的局部特性，通过对有特征的细分控制网格极限位置分析，按照拟合曲面与数据点的距离误差最小原则，对细分曲面控制网格循环进行调整、优化、特征识别、白适应细分等过程，使得细分曲面不断地逼近原始数据．实例表明：该算法不仅具有高效性、稳定性，同时构造出的细分曲面还较好地反映了原始数据的细节特征。     

点云模型法矢调整优化算法

点云中存在奇异情况时,采用最小生成树法进行法矢调整会出现错误,而采用曲面重建方法运算效率又较低,为此提出一种点云模型法矢调整的优化算法.算法分别处理薄壁特征、垂直法向和相邻曲面3种奇异情况.对薄壁特征,算法提取特征点并在该处强制进行法矢取反;对垂直法向,算法通过扩大邻域搜索范围来获得法矢变化趋势;对相邻曲面,算法在K邻域中剔除歧义邻域点,避免在最小生成树中生成错误边.实验结果表明,该算法在点云中存在奇异情况时能够进行正确的法矢调整,并且相较于曲面重建方法具有较高的效率.     

一种基于Web的CAD／CAM系统开发方案

经济的全球化带来的制造业的全球化迫切要求网络化的产品与制造，而高速发展的Internet技术使得基于Web的CAD／CAM系统的实现成为可能。在分析了国内外相关技术现状及实施情况的基础上，整合了网络开发中包括图形交互技术在内的若干关键技术，提出了一种基于Web的CAD／CAM系统的开发方案。     

集成TRIZ的机加夹具方案公理化设计

目前在制造企业中,机加夹具方案设计多依赖于设计者的经验,对已有夹具实例的重用度不高,整个方案设计过程缺乏科学的理论框架作为指导。针对该问题,将公理设计(AD)理论和发明问题解决理论(TRIZ)相结合,提出了集成TRIZ的机加夹具方案公理化设计方法。在构建机加夹具多级实例库的基础上,设计了机加夹具功能-结构分解与映射算法,将夹具方案生成过程转化为基于功能需求检索多级夹具实例的过程,从而可快速生成机加夹具初始方案,之后运用AD独立公理对初始方案进行耦合性分析,确定存在耦合的夹具功能;通过构建机加夹具方案设计属性与TRIZ冲突矩阵39个工程参数之间的关联表,将耦合夹具功能快速转化为TRIZ工程参数,并运用TRIZ冲突消解工具解决机加夹具方案中的功能耦合问题;提出了基于模糊信息公理的机加夹具方案评价方法,分别计算定性和定量的夹具评价指标的信息量,为夹具方案的优选提供科学的决策依据。最后以某航空发动机机匣铣削夹具的方案设计为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

Adaptation of feed rate for 3-axis CNC high-speed machining

To improve the efficiency of CNC machining,assumptive transit circular arc is used to contour two adjacent moves together on the corner to make smooth paths. The radius of transit circular arc can be adjusted with contour accuracy,and the feed rate on the corner can be controlled through limiting the maximum feed rate of transit circular arc segment. A look-ahead algorithm for a series of moves is proposed for speed adjustment in advance,which avoids the occurrence of overload of cutting tool on the corner and reduces the servo track error of parts on the corner or of circular arc move. Equivalent trapezoidal velocity profile is used to analyze the speed of S-curve velocity profile and work out its accurate interpolation,which overcomes the disadvantage of looking up table to calculate feed rate approximately,hence high accuracy and fine surface quality can be obtained while the machining speed is high. The proposed methods can meet the requirements of real-time analysis of high-speed machining. The presented algorithm is effective and has been adopted by CNC system of newly developed high-speed milling machine.     

数控教学系统研究与开发

介绍了一套多媒体数控教学系统软件。该系统具有操作面板，可以对NC代码进行编辑、检验，还具备插补仿真、简单G指令仿真等基本数控原理仿真功能，而且可以实现加工预览。     

B样条曲线C2连续混合

提出了一种新的B样条曲线混合方法。混合曲线是一条整体三次B样条曲线。裁剪后原曲线上的数据点、两个裁剪点、新增数据点以及中间连接点组成数据点列,混合曲线即插值于该数据点列。通过插入新增数据点,使混合曲线上两个裁剪点外侧附近的形状与原曲线完全匹配。混合曲线上两个裁剪点之间的中间部分的形状与光顺性可通过调节两个参数值加以控制。     

基于散乱数据截面线的曲面重构算法研究

提出了一个新的散乱数据的曲面重建算法，该算法采用一组平行平面去剖切点云，除恰好位于该截面上的数据点之外，如果一数据点与某一截面的距离小于给定的距离域值，则将其投影到该截面上，把上述点通称为用距离域值来确定截取点：将每一张截面上的截取点用最小二乘法拟合成B样条曲线，然后对生成的一组B样条曲线进行处理，即统一节点矢量、重新参数化和起点相对应，重新拟合一组闭合B样条曲线，再对其运用蒙面操作，从而构造一张曲面。     

基于Hausdorff距离的多尺度轮廓匹配算法

在提取碎片轮廓线的基础上，提出一种以Hausdorff距离为度量准则的轮廓匹配方法。该方法的基本思想是首先采用卷积积分的方法，在多尺度空间里通过对轮廓进行重采样来计算轮廓上每一点的曲率并选取特征点。特征点及其两侧的若干点构成轮廓的特征段，然后由特征段之间的Hausdorff距离来比较二者的相似性，即为匹配程度。当Hausdorff距离小于给定的容差时，说明与特征段相对应的轮廓是匹配的。实验证明该方法是有效的。     

NURBS曲线插补过程中运动平滑处理

由于不能通过积分方法在短时间内精确计算NURBS曲线的长度,使得在数控加工过程中实时计算减速距离、判断最终减速段开始点变得非常困难。基于插补的实际情况,给出一种实时计算减速距离的方法,在此基础上,实现了基于梯形速度曲线的速度平滑处理以及基于S形速度曲线的加速度平滑处理。模拟结果表明,该方法在NURBS曲线实时插补过程中,在保证误差的基础上,满足了插补周期和加减速的要求,且实现了速度以及加速度的平滑过渡。