论文题目: 自由曲面分片研抛与轨迹规划的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 林洁琼
导师: 赵继
关键词: 自由曲面,分片,研抛加工,轨迹规划,光顺,专家系统
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 针对模具自由曲面自动研抛加工精度和效率以及大型曲面自动研抛难以实现的问题,本文对大型自由曲面、片内轨迹规划、片域间的光顺过渡和分片研抛专家系统的构建等问题展开了研究工作。论文取得的主要创新性成果有:根据计算机图形信息构造特点,提出了基于曲率的和模糊C 中值分区法相结合的自由曲面自适应分片算法,利用此算法将自由曲面分成若干曲面片,并按相似性准则将这些曲面片分类归族,即聚类曲面片族,并按片族进行加工轨迹的规划。对具体实例应用分片算法进行编程,并通过Matlab对其做了计算机仿真,结果表明:此分片算法能够实现自由曲面的分片。通过实验,证实了分片研抛对加工效率提高的效果。论文提出了空间环绕等残留高度研抛加工轨迹法,通过具体实例对其进行了计算机仿真,仿真结果表明,此轨迹规划方法能够实现其等残留高度研抛加工。针对曲面片间光顺的特殊性,采用了基于点的离散能量法对曲面片域间的光顺性进行了处理。建立了光顺模型,给出了其求解方式,并针对具体实例进行了仿真处理。结果表明:基于点的离散能量法的光顺模型是正确的,能够实现曲面片域间的光顺过渡加工。建立了自由曲面研抛的专家系统,揭示了自动化研抛的关键是如何确定组合研抛顺序和条件使其达到最优化,通过解析熟练研抛工人的研抛技巧、研抛工艺过程和研抛智能,本文采用宽度优先搜索方法,确定了最佳研抛顺序,为集成力传感器的曲面分片研抛专家系统的构建提供了理论支撑。本课题为吉林省科技发展计划项目(编号:20040510)
论文目录:
第一章 绪论
1.1 自由曲面研究的发展概况
1.1.1 自由曲面及其数学描述
1.1.2 自由曲面加工技术的国内外研究现状
1.2 自由曲面光整加工技术的发展概况
1.2.1 自由曲面自动光整加工设备研究概况
1.2.2 自由曲面高效研抛现存的主要问题
1.3 本文的主要研究内容
第二章 自由曲面的分片规划研究
2.1 NURBS 曲面的性质研究
2.1.1 自由曲面描述的NURBS 方法
2.1.2 曲面的曲率性质研究
2.1.3 NURBS 曲面上矢量函数值P(u, v ) 的求取
2.2 基本曲面特征的识别方法
2.2.1 曲面法曲率的计算
2.2.2 曲面的特征识别
2.3 自由曲面的分片规划
2.3.1 自由曲面的分片规划的提出
2.3.2 自由曲面分片研抛原理
2.3.3 规则曲面区域片的划分
2.3.4 不规则自由曲面区域片的划分
2.3.5 算法应用实例
2.4 本章小结
第三章 自由曲面研抛轨迹规划
3.1 多坐标研抛加工工具轨迹规划
3.2 自由曲面研抛精加工的工具轨迹规划
3.2.1 数控加工中刀具路径拓扑分析
3.2.2 空间环绕等距研抛
3.2.3 自由曲面等精度研抛规划方法
3.3 工具轨迹生成算法
3.3.1 砂轮接触点轨迹间距的计算
3.3.2 空间环绕等残留高度轨迹计算
3.3.3 计算流程
3.4 自由曲面片域间的光顺
3.4.1 基于离散能量的光顺算法
3.4.2 自由曲面片域间的光顺处理
3.5 基于均匀去除率NURBS 实时插补的研究
3.5.1 NURBS 曲线实时插补的实现
3.5.2 均匀表面去除率NURBS 曲线实时插补
3.5.3 均匀表面去除率NURBS 曲线实时插补具体实例仿真分析
3.6 本章小结
第四章 自由曲面研抛专家系统的构思与建立
4.1 自由曲面的研抛加工
4.1.1 研抛加工的工艺要求
4.1.2 研抛加工的工艺过程
4.2 研抛专家系统的总体设计
4.2.1 专家系统的设计思想
4.2.2 专家系统的总体结构
4.2.3 专家系统数据库的设计
4.2.4 专家系统知识获取子系统
4.2.5 控制策略和推理机
4.3 自由曲面分片研抛专家系统的构建
4.3.1 专家系统的构成
4.3.2 研抛知识库的建立
4.3.3 研抛推理机建立步骤
4.4 本章小结
第五章 曲面分片研抛仿真及实验研究
5.1 分片加工仿真分析
5.2 实验结果及其分析
5.3 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
作者在攻读博士学位期间发表的论文
作者在攻读博士学位期间参与的课题
摘要
ABSTRACT
发布时间: 2006-01-17
参考文献
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