基面曲線導(dǎo)向復(fù)雜點(diǎn)云數(shù)控加工路徑生成方法.pdf

1、近年來，基于復(fù)雜點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)控加工軌跡規(guī)劃方法已經(jīng)獲得機(jī)械加工領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，它摒棄了傳統(tǒng)數(shù)控加工規(guī)劃網(wǎng)格曲面的繁瑣復(fù)雜的過程，直接針對三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過一系列迭代算法獲得數(shù)控加工軌跡。而目前相關(guān)的研究都是在網(wǎng)格模型的基礎(chǔ)上擴(kuò)展應(yīng)用到點(diǎn)云模型上，并使用截平面法，等參數(shù)法等刀具軌跡規(guī)劃方法在網(wǎng)格模型上規(guī)劃加工路徑，但這些方法都在效率、精度、魯棒性等方面有一些缺陷，因此本文提出了一個(gè)基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)控加工軌跡規(guī)劃的新方法，采用了輔助基面構(gòu)造思

2、路并且與最小二乘投影算法相結(jié)合，獲得了基面曲線導(dǎo)向的復(fù)雜點(diǎn)云數(shù)控加工路徑的生成。
　　首先，文章中先闡述了建立輔助基面的步驟，分別采用兩種不同的輔助基面的建立方法。其一是根據(jù)幾何特征建立輔助基面的方法，先對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行主元素分析，建立局部坐標(biāo)系，采用最小包圍盒法確定點(diǎn)云的主軸，根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的幾何性質(zhì)建立其對應(yīng)的輔助基面。其二是參數(shù)化基面的構(gòu)造方法，先對點(diǎn)云數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行特征提取獲得特征數(shù)據(jù)點(diǎn)云，再對邊界點(diǎn)云進(jìn)行序化處理確定點(diǎn)云邊界曲

3、線，通過已知的四條邊界曲線對孔斯曲面進(jìn)行參數(shù)表達(dá)，將最終獲得的雙線性孔斯曲面作為點(diǎn)云數(shù)據(jù)的輔助基面。
　　其次，文章中列舉了參數(shù)輔助基面上規(guī)劃加工軌跡的等參數(shù)加工軌跡規(guī)劃方法，該方法快速精確并且與加工過程中的過切誤差計(jì)算相結(jié)合控制參數(shù)軌跡移動(dòng)增量。由于幾何輔助基面具有相似性、易參數(shù)化、規(guī)范化等優(yōu)點(diǎn)，因此在幾何輔助基面上可以容易獲得導(dǎo)向加工軌跡的參數(shù)方程，并且在軌跡投影過程中由導(dǎo)向軌跡到點(diǎn)云的投影過程可以獲得精度較高的加工軌跡。

4、r>　　最后，文章介紹了最小二乘投影方法，該方法在直接投影方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)定義誤差函數(shù)并對投影方向進(jìn)行迭代運(yùn)算，將基面導(dǎo)向軌跡上的離散點(diǎn)投影到散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)上，再對點(diǎn)云上最優(yōu)的投影目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行處理并按既定鄰接順序平滑連接獲得刀觸點(diǎn)軌跡曲線，再將基面上的全部導(dǎo)向軌跡曲線投影，最終獲得復(fù)雜點(diǎn)云數(shù)據(jù)的數(shù)控加工路徑。
　　本文以VS2006為軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了本文中所提到的相關(guān)算法，并以近似鞍面形狀的點(diǎn)云數(shù)據(jù)為例進(jìn)行基面曲