CAM中的自動特征識別、CL快速計算及動態(tài)插補(bǔ)研究與實現(xiàn).pdf

1、本文深入研究了計算機(jī)輔助制造中的三個關(guān)鍵問題：自動特征識別、加工路徑快速計算和加工路徑的動態(tài)數(shù)控插補(bǔ)，并且在理論研究的基礎(chǔ)上，以本課題組開發(fā)的IE-CAM軟件為平臺上進(jìn)行了系統(tǒng)驗證和實現(xiàn)。從CAD模型中提取加工特征是計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵，而自動特征識別是最可行的方法之一.從加工特征得到加工路徑的過程稱為加工路徑計算.對于型腔加工通常分為三步：輪廓線等距偏移、偏移后的路徑裂縫修補(bǔ)和過切檢查，本文針對過切檢查提出快速算法.加工路徑插補(bǔ)把

2、加工路徑變成實際的機(jī)床運(yùn)動，是高速高精度加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié).本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 提出利用哈希表進(jìn)行交叉特征的識別的方法.當(dāng)特征發(fā)生交叉時，將被分割為多個破碎的特征，交叉特征的識別一直是特征識別研究的熱點(diǎn).用哈希表成功處理了破碎的孔和槽特征的恢復(fù).對于孔特征，按照孔的回轉(zhuǎn)軸分類，再以孔的中心坐標(biāo)為關(guān)鍵字，排列到哈希表中.這樣，來自同一個孔特征的特征碎片被合并到哈希表的同一個表項中，通過簡單的規(guī)則判斷即可將其恢復(fù).對于槽特

3、征，則把槽的底面、側(cè)面按照面的法向量進(jìn)行分類，并沿著法向量排列于哈希表中.通過這種方法，來自同一個平面的側(cè)面、底面被合并，很容易被識別. 提出修剪復(fù)雜型腔加工路徑的平面掃描法，快速檢查帶島型腔的加工路徑中的過切部分，并修剪之.該算法的復(fù)雜度為O(nlogn+klogn)，其中，n是加工路徑的頂點(diǎn)數(shù)(對于曲線則是極值點(diǎn)數(shù))，k是軌跡交點(diǎn)的個數(shù)，優(yōu)于同類算法. 利用Pythagorean速端螺旋線的曲率連續(xù)變化，弧長可以表達(dá)

4、為參數(shù)的多項式函數(shù)的形式的特性，處理高速加工時，刀具路徑轉(zhuǎn)向處加速度突變的問題，推導(dǎo)了導(dǎo)入和轉(zhuǎn)向時的最佳PH螺旋線計算公式. 提出在線誤差預(yù)測的等時間間隔動態(tài)插補(bǔ)方法，使插補(bǔ)過程不再僅僅是點(diǎn)或微直線段的控制，而是結(jié)合加工路徑的幾何信息和機(jī)床的動態(tài)特性，保證整個連續(xù)輪廓上的理論加工誤差的綜合系統(tǒng).提出根據(jù)機(jī)床動力學(xué)模型計算理論加工誤差的快速算法，使在線實時誤差預(yù)測成為可能；提出利用預(yù)測誤差，對插補(bǔ)指令進(jìn)行優(yōu)化的方法，并實現(xiàn)了單步優(yōu)