基于最小距离法的鞋楦加工无干涉刀具轨迹生成

在刀具及鞋楦三维模型离散数据的基础上,通过曲面的空间变换,将干涉检查转化为基于投影方向的最小距离判断,实现了鞋楦加工的无干涉刀具轨迹生成.对于计算刀位点时计算量大的问题,提出了一种针对鞋楦曲面特征的最小距离点的快速搜索方法.实际加工表明,提出的算法能够较好地提高鞋楦的加工质量和效率.     

基于最小距离法的鞋楦加工无干涉刀具轨迹生成

在刀具及鞋楦三维模型离散数据的基础上,通过曲面的空间变换,将干涉检查转化为基于投影方向的最小距离判断,实现了鞋楦加工的无干涉刀具轨迹生成。对于计算刀位点时计算量大的问题,提出了一种针对鞋楦曲面特征的最小距离点的快速搜索方法。实际加工表明,提出的算法能够较好地提高鞋楦的加工质量和效率。
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基于极坐标的空间曲线刀心轨迹算法与自动编程实现

介绍了鞋楦的造型方法和数控加工原理,分析了鞋楦加工的刀位计算原理和加工拟合误差,提出了一种基于极坐标的空间曲线的无干涉刀心轨迹生成方法,该算法有效地解决了加工中出现的欠切削及法矢干涉等问题以及在极坐标情况下自动编程所出现的特殊问题,本算法适于各种空间曲线的环切加工。     

螺旋曲面加工刀位轨迹数值算法研究与应用

为了提高复杂螺旋面的加工精度,对其刀位轨迹算法进行研究,提出了基于最小有向距离的刀位轨迹数值计算方法。建立了刀具与工件曲面的三维数值几何模型,并通过坐标变换矩阵来建立与实际加工情况一致的数值计算模型。采用空间离散化思想将刀具与工件两空间曲面的最小有向距离的求解问题简化为一个二维求解问题,保证了求解效率和精度。根据阿基米德插补曲线原理,建立了刀位轨迹的数值计算方法。实例加工结果证明,基于该方法得到的刀位轨迹编制的数控加工程序能够加工出满足精度要求的螺旋面。     

基于UG的鞋楦CAD/CAM系统开发

鞋楦是制鞋的重要模具，开发鞋楦CAD／CAM系统是提高鞋楦设计制造水平的根本方式。结合目前CAD／CAM技术发展特点，研究了基于UG软件的系统实现方法。给出了系统实现框架；采用离散设计方法和UG软件的点、线、面造型功能，实现鞋楦模型的建立和修改；分析了鞋楦数控加工原理，利用UG的变轴铣削加工功能，由UG／Open GRIP NC实现自动的鞋楦数控编程；最后给出了系统开发的成功实例。     

新型游动坐标法及其在复杂形状刀具数控磨削中的应用

通过分析复杂形状刀具的几何角度和数控磨削工艺 ,提出一种新型游动坐标系的刀位计算方法 ,应用该方法可简便地进行复杂形状刀具数控磨削的刀位计算 ,并可实现复杂形状刀具几何角度的精确磨削。通过三维仿真及实际磨削加工试验验证了该刀位计算方法的实用性。     

极坐标下的非球刀具数控加工无干涉刀位计算方法

对在五坐标数控加工环境下,利用圆环面刀具加工复杂曲面的情况进行了综述,采用一种基于参数表面真实特征的近似行距公式来计算等行距,并将其进行推广。具体描述了刀具模型的建立过程,将其简化并通过坐标系的旋转变换至编程坐标系中。阐述了三维刀补算法的原理,为了求出接触点的数据和法矢,应用了三角化离散曲面的方法,从而生成刀位轨迹,之后为了保证加工精度和曲面的平滑度,运用了四元数插补法进行优化,并将其运用在了鞋楦的加工中,通过误差分析验证了其可行性。     

鞋楦曲面混合有理Bézier构造及刻楦过程仿真

为实现鞋楦曲面的高效精加工,研究了一种可控精度的鞋楦曲面重构方法。采用基于曲率分布和弧长对分的自适应加密方法对鞋楦原始数据进行缺损点插补和平滑处理;建立了三次NURBS曲线表示鞋楦横截面周线和轴线方向的表面曲线,并采用混合有理Bézier曲面拟合鞋楦表面;把鞋楦曲面按加工精度的要求离散后,计算得到刀具轨迹线,在Vericut平台上建立刀具模型、毛坯模型和数控刻楦机的运动模型,并对刻楦过程进行了仿真以及误差分析。结果表明,该鞋楦曲面重构方法精度可以调节,误差在允许范围内,运算量适中。     

曲面5轴加工中全局干涉检查与刀位修正

提出了一种求解曲面到刀具极值距离的方法,以解决曲面5轴数控加工中刀具与曲面的干涉问题。将曲面上的点投影到刀轴上,求出曲面到刀轴的最小距离,直接计算出刀具与曲面的干涉量,并对干涉刀位进行了修正,成功地解决了曲面与刀具的全局干涉问题。实际应用表明,该方法效率高、精度高。     

鞋楦CAD系统中的离散设计方法

提出鞋楦的离散设计方法，该方法通过3坐标测量机获得鞋楦表面数据，经过数据预处理、参数化和截面曲线构建等操作，得到鞋楦CAD系统中的鞋楦离散模型，为数控编程、帮样设计等后续应用所用。     

基于CAD/CAM软件的鞋楦逆向设计与制造

本文运用CAD/CAM软件—Geomagic Studio、CimatronE,以鞋楦逆向设计为实例,论述了点云处理、错误修复、曲面生成的方法,对样品鞋进行逆向设计及数控加工程序编制,提出了一套完整的鞋楦逆向设计及数控加工的方法,并为模具设计提供了建构复杂曲面模型的有效途径。     

鞋楦曲面的逆向设计与数控加工

探讨了基于逆向工程的鞋模曲面设计方法,利用Laser-RE600型激光扫描系统采集了鞋模曲面的几何数据,将数据导入逆向软件Geomagic Studio中进行数据拼接、去噪和重新采样等处理,并将处理后的点云数据导入Pro/E软件中完成了鞋楦曲面的三维重构,最后利用Mastercam X4软件对鞋楦母模进行了NC仿真加工,为复杂零件的数字化逆向设计提供参考。     

3D Multizone Scaling Method of an NC Program for Sole Mould Manufacturing

In shoe manufacture, soles are made by injection moulding or foam moulding. When making the moulds for soles, it is necessary to make master models for all soles of every size. The master model of a sole is manufactured by numerically controlled (NC) machining. The present method for making 3D NC part programs for the sole master models is to use a computer-aided design and a computer-aided manufacturing (CAD/CAM) system. This is tedious and manpower intensive. This paper proposes a method for reducing the time and cost for producing the 3D NC part programs of the sole master models. In this method, the NC part programs of the master model for the sample size sole are generated by the CAD/CAM system. Then, depending on the difference in dimensions between the sample size sole and another size sole, the scaling (grading) dimensions (values) in each of 3 axes are used to generate 3D NC part programs for the master model for another size of sole.      

基于UG的大型水轮机叶片多轴数控加工研究

以UG自动编程软件体系架构为依据,研究大型混流式水轮机叶片多轴数控加工方法。探讨提高叶片加工质量和效率的途径。介绍大型水轮机叶片五轴联动数控加工雕塑曲面编程中涉及到的转轮叶片三维造型、切削仿真、刀具轨迹生成等关键技术。该方案切削力小、加工精度高、成本低,具有一定的参考价值。     

基于Z-Buffer理论的三坐标无干涉刀位轨迹的生成

针对当前无干涉刀位轨迹生成算法存在的问题，提出一种基于Z-Buffer理论的用于三坐标加工的无干涉刀位轨迹生成算法。该算法已成功地应用于洗衣机波轮、水轮机叶片等复杂曲面零件的NC加工。实践证明该算法具有可行性，计算方法简单，并且能很好地解决干涉问题，对于在三坐标加工中的刀位轨迹生成具有很高的实用价值。     

基于数控面加工的图形自动编程系统的研究与开发

提出了一种基于面加工的图形自动编程系统，利用自行设计的三维绘图模块进行屏幕绘图，再根据工艺要求，进行刀具轨迹计算，自动生成刀位文件，然后通过后置处理，再进行动态仿真，最后生成数控代码，通过通讯接口传送给机床进行加工。     

Numerically Controlled Machining of Freeform Curves Using Biarc Approximation

To machine a shape incorporating freeform curves, the free-form curves must be approximated and represented in a form suitable for numerically controlled (NC) tool-path generation. Instead of the commonly used line segment approximation, a new method using biarc approximation is presented here. The purpose is to reduce sudden changes in tool movement and increase continuity and smoothness. A biarc can be described as two consecutive circular arcs with an identical tangent at the connecting point. Therefore, tangent continuity can be maintained. Furthermore, curvature continuity can be improved if the difference between the two curvatures is minimised. In this research, biarc segments are used to approximate the freeform curves by controlling the largest deviation distance between the curves and the biarcs. The test results show that the biarc approximation method generates fewer tool-path segments than the traditional line approximation. The definitions of the biarcs are used to generate NC tool paths. A new tool-path generation method is developed for processing rough cutting and finish cutting paths. Example parts modelled with B-spline curves are tested and machined.     

基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术

为推动鞋楦设计的快速化、个性化、多样化发展,提出并实现了一种基于旋转变换的鞋楦变翘曲面重构CAD技术。交互选定两变换截面,通过旋转变换将鞋楦前翘高、后翘高等参数值变换到个性化设计需求值;对变换后的鞋楦进行均化处理,实现两变换截面处的鞋楦曲面平滑过渡;对楦底腰窝部中轴线进行微调并将微调量映射到鞋楦模型上来设计与变换后鞋楦相匹配的鞋楦腰窝段。利用提出的曲面重构过程在MATLAB软件平台上设计了参数化和可视化交互式两种方法进行鞋楦变翘设计的CAD模块,其界面具有操作简单方便、易于实时编辑的特点。通过对算法实现结果的高斯曲率和体积进行分析,rhf 验证了重构后鞋楦模型能很好地保持原鞋楦的合脚性及曲面光顺性特征。     

基于Imageware和UG的鞋楦逆向构建与数控仿真加工

运用Handyscan 3D激光扫描仪测得鞋楦点云数据,利用Imageware软件完成鞋楦实体模型的构建,然后将实体模型导入UG软件进行仿真加工。仿真加工结果验证了鞋楦模型实际加工的可行性。