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     

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     

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。     

通用刀具扫描体的快速造型

以实体造型仿真和工程应用为目的,以包络理论为理论基础,结合离散造型法和实体造型法这两种造型方法的优点,提出刀具扫描体快速造型的新方法。该方法主要由四个有序部分组成：第一部分是对刀具进行离散采样的预处理;第二部分是刀具上的离散采样点沿着扫描路径运动,生成扫描元曲线;第三部分是利用在扫描路径上建立起来的若干截平面与扫描元曲线相交后得到的交点集,构造平面网格,求解出平面网格的外轮廓顶点后将其分组,分别进行曲线拟合后再组合成刀具扫描体的包络曲线;第四部分则是通过这些包络曲线进行放样,构建刀具扫描体的包络曲面,最终完成刀具扫描体的完整构造。与现有方法相比,该方法能快速有效地对刀具扫描体进行造型,在减少计算量的同时保证了造型的准确性,因而具有广泛的应用价值。     

五轴加工中刀具扫描体的构造和显示

介绍一种新的刀具扫描体生成算法。分析五轴机床加工中刀具的运动特点 ,将刀具扫描体看成离散刀位点之间的单个扫描体的叠加。推导了用 NURBS表达扫描体的公式 ,结合 Open GL给出了五轴刀具扫描体的仿真结果。五轴扫描体的构造是曲面的加工精度验证中的一个技术难点 ,本算法给出了一个较好的构造扫描体的新方法     

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。     

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。     

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。     

数控加工三维图形动态仿真系统的研究

研究数控铣削三维图形仿真的关键技术,即通过建立毛坯与刀具扫描体的Z_Buffer数据链表,并参照Plong光照模型,对毛坯与刀具扫描体的减运算结果即Z_Buffer数据链表进行光照处理,实现了材料切除过程中的三维实体的图形动态仿真。     

基于机器视觉的虚拟雕刻刀具扫掠体建模研究

在虚拟雕刻系统中,刀具扫掠体的建模是极其重要的一步,它是刀具扫掠体与毛坯进行布尔运算的基础,因而需要对它进行细致的研究,讲述了刀具扫掠体模型的建立过程,主要包括扫掠基体的抽象简化、扫掠路径的分析、扫掠轮廓曲线的提取以及扫掠体的构建;然后再通过实例证明了该造型方法的实用性。     

结构参数对内啮合转子压缩机工作腔容积影响研究

首先确定了内啮合转子压缩机5个独立结构参数,并分析了这些参数对转子结构的影响,然后定义了2个相对结构参数,将影响较大的3个独立结构参数关联在一起。通过固定一些参数研究另外一些参数对工作腔扫气容积、余隙容积及容积变化的影响。研究结果显示,随着偏心量e的增加或外转子齿顶圆半径a的减少,扫气容积呈线性增加趋势,并给出了无量纲扫气容积与相对结构参数λe和λa的拟合公式;随着外转子齿数Z2的增加,扫气容积先增加后减少,且在Z2=5时,工作腔容积利用率达到最大;外转子齿顶圆半径a对余隙容积的影响较大,因此可通过增加a减少余隙容积;偏心量e对容积变化率影响较大,较大的e可有效增加压缩机的内压比。研究结果可为内啮合转子压缩机的设计及结构参数优化提出参考。     

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。     

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。     

多轴NC加工仿真中的刀具扫描体计算

基于微分几何理论建立了刀具扫描体的精确数学表达，可用于任意形状的刀具，并将其用于ＮＤ铣削加工的真实感图形仿真，可提高多轴ＮＤ程序较验和图形计算的精度。