刀具扫描体的显式计算与精度控制

在刀具统一参数表达的基础上，给出了刀具扫描体的显式求解公式和算法，提出了刀具扫描体的分段变步长误差控制策略，已在VisualC 6．0和OpenGL中编程实现，实例表明方法简单，计算效率高，结果可靠。该方法可用于五轴数控加工仿真和虚拟制造中刀具扫描体的计算。     

数控车削加工仿真刀具扫描体的构造

实体数控车削加工仿真中刀具扫描体的构造是一个重要的环节,应当根据车削加工的特点,对刀具扫描体的构造进行合理的简化。本文提出了一种新的刀具扫描体构造法——综合构造法,该法相对局部构造法能减少计算量,相对整体构造法能提高动态性。运用该法的思想,提出了车削加工仿真的基本插补指令的实现算法,给出了一些实例,证明该法能较好地满足数控车削加工过程仿真的要求。     

通用刀具扫描体隐式曲面建模方法

提出五轴加工仿真中基于隐式曲面理论的通用刀具扫描体建模方法。为了提高布尔减运算时间性能,采用隐式曲面能够高效判断扫描体与工件体素数据场点集的位置关系,避免耗时的空间相交计算。定义通用刀具体的隐式曲面模型;根据刚体运动框架理论,建立工件框架与刀具框架的映射关系,利用逆向运动法确定曲面边界范围,将刀具体线性位移和旋转角度作线性插补,推导出工件框架中刀具扫描体的隐函数曲面方程;在分析刀具各部分扫描体方程实数根情况的基础上,给出基于隐式曲面的扫描体构造算法。以典型刀具和运动类型为例,分析扫描体构建过程,试验结果验证方法的正确性和较好的时间性能,方法应用于数控系统中的材料去除仿真。     

射线与刀具扫描体包围盒求交算法探讨

在曲面的加工精度检验中 ,设计工件曲面的表面法矢量和刀具扫描体的求交算法是个难点。本文借鉴光线跟踪算法的思想 ,结合刀具扫描体的特点 ,提出了一个扫描体 NURBS曲面细分的新算法 ,并针对新算法提出了刀具扫描体的数据结构     

刀具扫描体技术在NC加工图形验证中的应用

对 NC铣削加工图形验证中刀具及其扫描体进行分析 ,给出了直线插补及圆弧插补时常用刀具的扫描体的正则化造型方法及求交算法 ,并用扫描体包围体进行求交局部化。     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

五轴加工中基于局部几何条件的刀具势态优化

文中给出了五轴加工中环形刀具势态优化的两个条件，并根据牡潘标线的几何意义，分析了加工曲面和刀具曲面的局部几何特性。在此基础上提出了一个刀具势态优化的新方法，从而使五轴加工的效率得到进一步提高。     

基于OpenInventor的六自由度钻铣机加工仿真研究

针对面向航空装配的六自由度钻铣机,利用0penInventor结合VS2008软件构建其加工仿真系统。以虚拟现实语言VRML为数据接口,从UG和CATIA中分别导入机床本体和加工零件,完成机床的三维运动学仿真。在研究0penInventor现有的挤压函数基础上,结合实际加工过程,给出改进算法,得到多轴加工过程中理想的刀具扫描体。最后利用生成的刀具扫描体完成加工仿真以及加工过程中的碰撞检测。通过验证,系统可以实现六自由度钻铣机的加工仿真,仿真效果真实,沉浸感强。此方法同样适用于任何形式多轴机床的加工仿真。     

五轴侧铣加工空间刀具半径补偿研究"

通过分析五轴侧铣加工的特点,给出一种空间刀具半径补偿算法,该算法利用几何平面投影原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,结合直线插补的二维平面刀具半径补偿公式,确定二维平面刀具半径补偿向量.再通过逆投影,得出三维空间刀具半径补偿向量.基于VERICUT 平台对该算法进行仿真,结果表明所建立的五轴侧铣加工空间刀具半径补偿算法正确有效.     

基于区域划分的刀具方向控制方法

针对复杂曲面的五轴加工,提出了一种刀具方向控制的方法,并给出了相应的算法。对曲面进行三角网格划分,通过三角面片的法矢比较和面片合并将曲面划分成多个区域;构造区域单位矢量集的锥平均值,先用锥平均值代替区域的初始加工方向,再对刀具方向进行局部优化和修正。通过实例说明该方法在规划刀具方向中的应用。     

刀具扫描体生成新算法及在数控加工仿真中的应用

介绍一种新的刀具扫描体生成算法。通过将运动物体外表面上的点分成入点、出点和切点 ,新算法能够迅速找到某一时刻运动物体外表面上的切点而形成扫描体 ,从而不依赖于以往扫描体生成的包络法 ,避免求解复杂的方程 ,因而具有方法简单 ,编程容易 ,运算速度快等优点。虽然该算法是针对刀具扫描体生成开发的 ,但它适用于任何回转体扫描体的形成。     

曲面NC验证的精度检验研究

系统阐述了一种曲面加工精度检验的实施方案 ,该方案以法矢量和刀具扫描体求交来实现曲面的加工精度检验。其中的刀具扫描体采用本人提出的直纹面的 NU RBS构造方法 ;在射线和曲面求交过程中提出了一种新的NU RBS曲面细分方法 ;另外改进了射线和包围盒的求交算法 ,采用该方法不需要将空间点和多边形投影到二维坐标系中。这些算法大大简化了计算 ,提高了效率 ,本文结尾给出了精度检验的仿真结果     

NC验证中通用铣刀扫描体生成方法

根据数控程序计算刀具扫描体对于复杂曲面数控铣削程序的验证具有重要意义。文章提出了一种用于生成刀具扫描体的有效方法。基本思想是：计算刀具相对于工件运动时，刀轴形成的扫描面；然后，根据刀具几何形状和刀轴扫描面计算刀具扫描体，并举例说明了本文方法的正确性。     

基于压缩体素模型的球头刀空间扫描体构造新方法及其应用

提出了一种基于压缩体素模型的球头刀空间扫描体构造新方法,将球头刀分解为相应球体部分和圆柱体部分,分别给出了球体和圆柱体空间扫描体构造公式并构造出其表面模型,利用RayCasting方法分别将球体和圆柱体空间扫描体表面模型进行离散,将其分别转化为压缩体素模型,通过布尔并操作生成球头刀空间扫描体压缩体素模型。该方法由于采用三个方向的Dexel模型表示体素模型,其计算机内部存贮空间得到了很大地压缩,并简化了布尔操作和提高了布尔操作速度;通过MarchingCubes方法提取数控加工仿真工件表面模型并进行图形显示,提高了显示质量和显示速度。该方法在《基于压缩Voxel模型的五坐标数控加工仿真系统》中得到了应用并完成了某叶轮的五坐标数控加工仿真,仿真结果三维信息完备,NC编程人员可从任意方向观察、验证仿真结果,克服了现有五坐标数控加工仿真方法和商品化软件系统的不足,该方法是虚拟数控加工的关键技术。     

刀具扫描体生成的新算法

介绍了一种新的刀具扫描体生成算法。新算法不依赖于以往扫描体生成的包络法,避免了复杂方程的求解,因而具有方法简单、编程容易、运算速度快等优点。虽然该算法是针对刀具扫描体生成开发的,但它适用于任何回转体扫描体的形成。     

五轴联动旋风铣削机床设计与仿真分析

应用虚拟制造技术拟订了五轴旋风机床的创新设计方案,建立了三维数字分析模型.首先在数字模型上进行了多体运动仿真,验证机构原理;其次在数字样机上进行了机构运动仿真,检查机构碰撞和干涉情况,验证机床运动功能;设计了电主轴,再进行了主轴的动态特性仿真,验证了主轴的刚度.通过仿真分析得知机床性能与设计质量能满足旋风加工要求,验证了方案的可行性.     

论多轴联动数控系统的开发

多轴数控系统的研究已经成为国内的研究热点,根据研究需要,提出了五轴数控实验平台的主要要求,并描述了双转台五轴数控实验平台的开发过程.     

面向速度各点异性的刀具运动扫掠体建模与仿真

根据刀具回转体的几何特点,考虑刀具运动时表面各点的速度差异性,建立了回转体的球体模型,计算了多轴数控加工的刀具扫掠轮廓线,进而获得了刀具扫掠包络面,并进行了加工过程仿真验证。算法考虑了多轴数控加工机床运动链和多轴刀具运动的速度特点,无需复杂的方程求解和数值分析,直接简单准确地确定了刀具运动扫掠体的几何表达。