三角網(wǎng)格模型的等殘留高度刀具軌跡規(guī)劃及擬合.pdf

1、三角網(wǎng)格模型具備快速靈活、拓?fù)淠芰?qiáng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在快速原型制造中也有廣泛的應(yīng)用。研究三角網(wǎng)格模型的刀具軌跡可以實(shí)現(xiàn)散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)曲線的加工和從CAE到CAM的集成，有利于縮短零件的制造周期。本文主要基于STL三角網(wǎng)格模型的等殘留高度軌跡的規(guī)劃及擬合，來提高曲面的三角網(wǎng)格模型的加工精度和加工效率。為了在三角網(wǎng)格曲面模型上生成等殘留刀具軌跡，首先計(jì)算三角網(wǎng)格模型的等距偏置模型，再在偏置模型上計(jì)算刀位點(diǎn)，最后對(duì)刀位點(diǎn)進(jìn)行擬合生成光滑

2、的刀具軌跡。本論文的具體工作如下：
　　（1）分析STL三角網(wǎng)格模型基于頂點(diǎn)法矢計(jì)算等距偏置網(wǎng)格模型的方法。在重構(gòu)STL三角網(wǎng)格模型拓?fù)潢P(guān)系的基礎(chǔ)上，結(jié)合刀具的干涉判斷生成高精度無干涉的等距偏置網(wǎng)格模型，并通過半球體網(wǎng)格模型來驗(yàn)證此方法可以獲得較高精度的等距偏置模型。
　?。?）研究在等距偏置網(wǎng)格模型上計(jì)算等殘留高度刀具軌跡的方法。以球頭刀為例，首先根據(jù)允許的最大殘留高度和刀具半徑進(jìn)行偏置得到殘留網(wǎng)格面和刀位點(diǎn)網(wǎng)格面，然后在

3、殘留網(wǎng)格面上計(jì)算殘留點(diǎn)并擬合成殘留曲線，最后根據(jù)殘留曲線在刀位點(diǎn)網(wǎng)格面上計(jì)算等殘留高度刀位點(diǎn)并擬合成刀具軌跡線。通過實(shí)例分析和比較等殘留軌跡法和截平面法的加工精度和加工效率，結(jié)果表明等殘留法在保證加工精度的前提下，能夠提高加工效率。
　?。?）研究對(duì)離散刀位點(diǎn)進(jìn)行NURBS曲線擬合處理方法。首先對(duì)刀位點(diǎn)進(jìn)行瑕疵點(diǎn)和冗余點(diǎn)的處理，然后進(jìn)行基于移動(dòng)最小二乘法的NURBS曲線擬合，得到光滑的刀具軌跡，并通過實(shí)例驗(yàn)證擬合曲線的精度能夠滿足