曲面离散法数控加工干涉处理

介绍了基于曲面离散计算无干涉刀具轨迹的几种方法，提出了一种适用于数控加工干涉处理的曲面三角化离散方法，详细论述了基于三角片进行干涉处理的算法。     

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。     

裁剪NURBS曲面数控加工刀轨干涉处理

提出一种基于裁剪NURBS组合曲面的适合于球头刀、平底刀、圆角刀的刀具轨迹干涉检查和消除的算法,该算法将裁剪风景区面用三角片逼近表示,将刀具轨迹干涉检查和消除问题转化为刀具曲面与三角片的几何相关性测试,通过建立裁剪NURBS曲面的包围盒等方法进行干涉预处理,提高了干涉处理速度;推导出不需离散刀具曲面的干涉量计算方法,提高了干涉量计算精度,实践表明,该算法快速、精确、稳定,通用性好。     

基STEP-NC的NURBS曲面插补技术的研究

为提高曲面的加工效率和精度,提出了一种基于STEP-NC的非均匀有理B样条曲面加工方法.基于STEP-NC的数控系统能够直接处理包括完整的非均匀有理B样条曲面几何信息和加工工艺信息的STEP-NC程序.详细讨论了非均匀有理B样条曲面插补算法的实现,并通过仿真试验,验证了该方法的有效性.     

基于STEP-NC的NURBS曲面插补技术的研究

为提高曲面的加工效率和精度,提出了一种基于STEP—NC的非均匀有理B样条曲面加工方法。基于STEP—NC的数控系统能够直接处理包括完整的非均匀有理B样条曲面几何信息和1力Ⅱ工工艺信息的STEP—NC程序。详细讨论了非均匀有理B样条曲面插补算法的实现,并通过仿真试验,验证了该方法的有效性。     

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。     

曲面数控加工中刀具干涉的检验

文章讨论了雕塑曲面数控加工中单张曲面产生刀具干涉的现象；相邻两曲面在凹向交线处的无干涉加工以及曲面拼接处刀具干涉的截面验证法，给出了具体算法和加工实例，取得了较好的干涉处理效果。     

数控加工自由曲面无干涉刀位的计算方法论述

基于模糊推理的自由曲面描述方法和模式识别理论，提出一种适用于不同刀具类型并可同时考虑无刀具底面干涉刀位和侧面干涉刀位的自动算法。     

非均匀有理B样条曲面五轴加工数控指令的构建与处理

为了将非均匀有理B样条曲面的几何信息和工艺信息完整地传输到计算机数字控制系统中,提出了一种新的非均匀有理B样条曲面,直接插补G指令与加工信息的传输和处理机制.解决了传统的非均匀有理B样条曲面加工方法中将曲面离散成曲线时,丢失待加工曲面与刀具接触点的法向信息和刀具轨迹切向信息的问题,有助于在计算机数字控制中实现在线三维刀具补偿和智能控制.仿真结果证实了这种方法的有效性和准确性.     

组合NURBS曲面转化Catmull-Clark曲面的多分辨率算法

为了将多分辨率造型技术应用于NURBS形体,基于小波重构技术给出了组合NURBS曲面转化为Catmull-Clark曲面的多分辨率算法,可以实现NURBS形体的小波分解与重构等多分辨率操作.首先利用Catmull-Clark曲面求值公式计算出初始控制网格,通过计算拟合误差,刺用局部插值算法计算小波系数,在此基础上,利用提升B样条小波重构公式构造出Catmull-Clark曲面,提出一种自适应算法,加快了曲面重构速度,运行实例验证了算法的有效性.     

Implementation of an adaptive feed speed 3D NURBS interpolation algorithm

NURBS (non-uniform rational B-spline) interpolation algorithms have been provided in modern CNC (computer numerical control) systems. However, most of them focus on a constant feed speed without considering the contour accuracy. In order to deal with this problem, an adaptive feed speed interpolation algorithm for 3D NURBS parametric curves with confined chord errors is proposed. When the instantaneous radius of the curvature is small enough, the proposed interpolation algorithm automatically reduces the feed speed to meet the specified chord error. In the other situation it uses the second-order Taylor’s expansions approximation interpolation algorithm to obtain a constant feed speed so that the contour accuracy in the CNC system is guaranteed. Experimental results were provided to verify the feasibility and precision of the proposed interpolation algorithm. __________ Translated from Computer Integrated Manufacturing System, 2006, 12 (3) (in Chinese)     

椭圆回转面的数字化配对加工

为了获得椭圆回转面凸凹模数字化配对加工所需的数据，给出了从曲面的数字化数据采集、镜象对称处理、加工数据的产生到数控指令的生成等一系列数据处理方法．加工结果表明该方法可行。     

大型风力机叶片的三维造型及数控加工

介绍了风力机叶片造型方法及制造工艺的研究现状,探讨了基于NURBS曲面的叶片造型;针对叶片制造过程中,阳模曲面的加工,提出了分段多轴数控加工的方法,并进行了加工仿真及后置处理,验证了其可行性.     

自动调节进给速度的NURBS插补算法的研究与实现

现代计算机数控系统中已经普遍使用非均匀有理B样条插补,但大多数非均匀有理B样条插补算法都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度。对此,提出了一种限定弓高误差的自动调节进给速度的空间非均匀有理B样条曲线插补算法,它在通常加工时,是泰勒展开式2阶近似插补,而在小曲率半径零件的高速加工时,可以根据曲率半径和限定的弓高误差自动地调整进给速度,保证了轮廓加工精度。加工实例证实了这种插补算法的实时性和实际应用的可行性。     

五轴NC加工中刀具运动包络面的计算

在机械加工过程中,刀具的铣削在加工体表面形成沟槽,对该沟槽型面的数字化描述是精确计算表面加工残差、判断加工干涉的理论基础,进而可实现表面加工精度评估与控制及加工轨迹全过程的精确规划计算。沟槽型面是刀具刃口回转面在空间运动形成的包络面的一部分,因此推导包络面的解析方程成为解决问题的关键。结合五轴加工机床的运动特点,通过建立加工刀具刃口回转面的数学模型,推导出五轴NC加工刀具运动刃口回转面包络的解析方程。数字仿真的结果与实际完全一致,验证了方法的正确性和有效性,具有较强的理论性和实用价值。     

板料多点成形中基于NURBS曲面拓展的压边过渡面设计

研究了基于非均匀有理B样条(NURBS)的曲面拓展方法，结合多点成形设备的特点，开发了板料多点成形压边过渡面设计系统。实现了曲面柔性拓展和曲面桥接拓展两种不同的压边过渡面设计。这两种压边过渡面的设计算法效率高、适应性好，生成的过渡曲面与原曲面达到G^2连续。     

机械加工制造中数控技术灵活运用与研究

近些年,随着信息技术的快速发展及与机械行业的结合运用,机械加工制造技术发生根本性改变,产品质量、工人劳动强度等得到较大改善。市场上企业面临的竞争越来越激烈,加工制造企业要想实现可持续发展,增强企业的竞争实力,就必须灵活的运用数控技术。笔者针对机械加工中运用数控技术加工与普通加工之间的差异进行了探析,并提出了一些数控技术灵活运用在机械加工制造中的策略,希望能有助于提高机械加工制造的质量与效率。     

Rapid Prototyping Applications in Medicine. Part 2: STL File Generation and Case Studies

Rapid prototyping (RP) technology has extended traditional manufacturing applications in areas other than product engineering. Using RP to fabricate custom implants and prosthesis for surgical planning and education is now an important area of research. Although, in theory, RP is capable of producing objects of any complexity, designing freeform shapes is difficult using current CAD systems. These CAD systems are geared toward the design of parts manufactured by traditional methods; they do not help designers exploit the expanded opportunities offered by RP technology. Medical data cannot be input into these CAD systems directly for further modification and manipulation. The purpose of this project is to explore a new approach for modelling and prototyping biomedical objects. The work extends from volume modelling to RP and medicine. In Part 1 of two papers, a new approach to modelling complex objects, NURBS-based volume modelling, is proposed. A NURBS representation of volumes is developed to represent not only the surface boundary but also the interior of a 3D object. NURBS-based volume modelling inherits advantages from both NURBS modelling and voxel-based modelling. The key idea of the NURBS-based volume modelling is to exploit the flexibility of NURBS modelling and use the voxelised NURBS volumes as components for constructing complex objects. This paper, Part 2, deals mainly with issues of interfacing volume models to RP systems. A new approach to generate STL files through volume modelling and iso-surface extraction is proposed. This approach guarantees the validity of the final STL file inherently. Software development and case studies are also given.