多轴加工曲线曲面实时插补理论与方法PDF电子书下载

1 概述 1

1.1 插补理论与方法的重要性 2

1.1.1 应用背景 2

1.1.2 问题根源分析 2

1.1.3 主要研究目的 3

1.2 曲线曲面实时插补现状分析 4

1.2.1 国内外相关研究现状 4

1.2.2 共性问题分析 5

1.3 主要内容简介 7

2 曲线曲面样条表示及造型方法 9

2.1 曲线曲面造型设计发展 10

2.2 曲线曲面数字化设计模型 11

2.2.1 曲线设计模型 11

2.2.2 曲面设计模型 12

2.2.3 NURBS样条节点矢量 14

2.2.4 样条关键函数的快速计算方法 15

2.2.5 样条函数导函数的快速计算方法 18

2.2.6 曲线相关数值计算方法 23

2.3 通过型值点的曲线造型方法 26

2.3.1 线拟合 26

2.3.2 面插补 27

2.4 样条曲面的造型方法 27

2.4.1 柱面的样条表达 27

2.4.2 直纹面的样条表达 28

2.4.3 扫描曲面的样条表达 29

2.5 曲线曲面的微分计算算法 29

2.5.1 曲线齐次坐标表示方法 30

2.5.2 曲线的一阶微分计算 31

2.5.3 曲面的偏微分计算 31

2.5.4 曲面的微分几何计算方法 33

3 多轴CAM/CNC制造系统插补数据处理方法 37

3.1 多轴CAM/CNC制造系统插补概述 38

3.2 制造系统插补数据处理方法 38

4 多轴加工解析曲线实时插补方法 41

4.1 数据采样插补方法介绍 42

4.2 多项式样条插补方法 42

4.2.1 两点间的二阶连续插补 43

4.2.2 通过多点的多项式样条 44

4.2.3 三次多项式样条插补格式及其类的定义 45

4.2.4 插补预处理及插补算法 46

4.2.5 插补误差与速度分析 48

4.2.6 多项式插补计算实例 49

4.3 五轴直线段实时插补方法 50

4.3.1 初始条件的给定 50

4.3.2 预处理过程中相关量的计算 51

4.3.3 插补步长计算 53

4.3.4 特殊情况讨论 54

4.3.5 线性插补过程 58

4.3.6 线性插补摆刀误差分析 59

4.3.7 实时插补相关概念 67

4.3.8 制造系统实时插补设计 68

4.3.9 插补过程中的加减速实现算法 69

5 五轴双NURBS样条曲线的实时插补理论 72

5.1 曲线插补的格式 73

5.1.1 数控代码的生成 74

5.1.2 双NURBS曲线插补格式 75

5.2 加工轨迹的NURBS拟合方法 76

5.3 双NURBS曲线数据流处理 77

5.3.1 译码器的实现 77

5.3.2 插补器的实现 78

5.3.3 数据流的运动 80

5.3.4 实时性能测试 81

5.3.5 加工误差分析 82

5.4 信息提取 82

5.5 实时插补计算方法 83

5.6 实时插补实例验证 85

5.6.1 刀轴方位验证 85

5.6.2 数控文件大小比较 85

5.6.3 加工误差分析 86

5.7 插补过程的加减速处理 86

5.7.1 样条段内速度自适应控制 87

5.7.2 加减速控制原理 88

5.7.3 速度处理与控制的流程 89

5.7.4 速度控制实例计算与对比分析 90

5.8 加工路径段间速度转接算法 95

5.8.1 概述 95

5.8.2 插补前加减速处理 95

5.8.3 加工路径段间转接速度规划 96

5.8.4 加工路径段间转接处理过程 97

5.8.5 加工路径段内的加减速处理 98

5.8.6 算法实现与实例计算 101

6 五轴NURBS曲面的实时插补方法 104

6.1 概述 105

6.2 刀触点路径实时插补 106

6.2.1 CC点位置的计算 106

6.2.2 刀轴方位计算 107

6.2.3 切削路径行距计算 108

6.3 刀心点及刀轴矢量计算 110

6.4 逆机床运动的变换 111

6.5 计算机实现步骤 112

6.6 计算机仿真实验 113

6.6.1 实验条件 113

6.6.2 沿CC路径的仿真实验 114

6.6.3 逆机床运动 116

参考文献 117