基于協(xié)調(diào)映射的網(wǎng)格曲面軌跡規(guī)劃策略研究.pdf

1、近年來，關于自由曲面的刀具軌跡規(guī)劃問題的研究已經(jīng)很深入，但是針對離散三角網(wǎng)格曲面的規(guī)劃方法并不多，通常只有等截面法，往往不能滿足實際加工的需要。針對于此，本論文提出了一種基于映射建模的刀具軌跡規(guī)劃方法，其基本思路是先選擇恰當?shù)挠成浞椒▽㈦x散三角網(wǎng)格映射到參數(shù)曲面，在參數(shù)域進行軌跡規(guī)劃，然后將生成的軌跡映射回原三角網(wǎng)格曲面，即得到所需的刀具軌跡。 本文探討了映射方法的選擇。此步驟是整個規(guī)劃方法的基礎。協(xié)調(diào)映射因為具有變形小、網(wǎng)格不

2、會重疊等優(yōu)點，被作為最佳選擇。根據(jù)協(xié)調(diào)映射的理論，建立了平面上圓形域、矩形域、多邊形域等參數(shù)域的映射模型，可根據(jù)軌跡規(guī)劃的需要來選擇映射的邊界。由于協(xié)調(diào)映射時所需處理的數(shù)據(jù)量很大，給出了編程時具體的數(shù)據(jù)結構，其中大型稀疏矩陣采用三元組壓縮存儲。在參數(shù)域上規(guī)劃刀具軌跡，并提出了一種基于平面螺旋線制導的螺旋型刀具軌跡的生成新方法。針對網(wǎng)格曲面，建立了曲面上任一點處的法矢和曲率的計算模型，進而確定網(wǎng)格曲面路徑間距及步長，建立相應的計算模型。根

3、據(jù)協(xié)調(diào)映射及相關理論，建立了原網(wǎng)格曲面和參數(shù)域曲面的路徑間距及步長的對應關系。采用B樣條技術，實現(xiàn)了離散型刀觸點軌跡的解析表達。 為了生成原網(wǎng)格域上的刀具軌跡，根據(jù)協(xié)調(diào)映射求解得到其逆映射，將刀觸點軌跡由參數(shù)域逆映射回網(wǎng)格曲面，還給出了三角形面積坐標法簡化此步驟。根據(jù)所選擇的刀具——平底刀，推導得到刀觸點轉化為刀位點的公式，建立計算模型。對干涉問題進行研究，探討調(diào)整刀軸矢量來解決干涉的問題。最后根據(jù)模型將刀觸點軌跡轉化為刀位點軌