五軸聯(lián)動刀具路徑生成及插補技術研究

內(nèi)容概要

　　五軸聯(lián)動數(shù)控加工的相關技術，主要包括基于非均勻有理B樣條的復雜曲面造型方法、曲線曲面微分幾何相關理論、分塊矩陣應用于求解任意階次B樣條基函數(shù)及其任意階導數(shù)的方法、可消除局部曲率干涉的五軸環(huán)形刀刀具路徑生成方法、基于五軸聯(lián)動數(shù)控機床空間運動分析的刀位文件后處理方法、五軸聯(lián)動線性插補的加減速控制方法、適用于五軸加工的雙樣條曲線插補方法、五軸曲面實時插補器方法以及三維刀具半徑補償和長度補償方法等。

作者簡介

　　陳良驥，1978年3月生，四川鄰水人。2001年7月畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學披術經(jīng)濟專業(yè)，獲管理學學士學位，2006年9月畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學機械制造及其自動化專業(yè)，獲工學博士學位?，F(xiàn)為鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程系講師，主要從事復雜曲面CAD／CAM技術、五軸聯(lián)動數(shù)控加工技術、五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)等方面的研究。近三年發(fā)表學術論文15篇，其中日檢索5篇。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 研究目的和意義1.1.1 問題的提出1.1.2 研究目的1.1.3 研究意義1.2 復雜曲面加工及五軸CAD／CAM編程發(fā)展概述1.2.1 復雜曲面加工技術的發(fā)展概述1.2.2 CAD／CAM的發(fā)展過程與趨勢1.2.3 面向五軸加工的CAD／CAM技術的發(fā)展歷程1.2.4 五軸聯(lián)動CAD／CAM編程技術的研究現(xiàn)狀1.3 復雜曲線曲面實時插補相關方面的研究現(xiàn)狀1.4 五軸加工編程與插補方面存在的問題1.5 主要研究內(nèi)容第2章 復雜曲面造型及微分幾何計算2.1 復雜曲面造型方法的發(fā)展過程概述2.2NURBS曲線曲面表示及相關計算2.2.1NURBS曲線表示2.2.2NU：RBS曲面表示2.2.3 曲線曲面相關量計算2.3 曲線曲面擬合算法2.3.1NURBS曲線擬合2.3.2NURBS曲面插值2.4 幾種NURBS曲面造型方法2.4.1 柱面的NURBS表示2.4.2 直紋面構(gòu)造2.4.3 掃描生成的曲面造型方法2.5 曲面微分幾何基礎2.5.1NURBS曲線齊次坐標表示2.5.2NURBS曲線求導2.5.3NURBS曲面的偏導計算2.5.4 曲面微分計算幾個重要公式2.6 小結(jié)第3章 五軸加工刀具路徑優(yōu)化生成算法3.1 概述3.2 相關基本概念和模型3.2.1 環(huán)形銑削刀具3.2.2 刀觸點與刀位點相關的概念3.2.3 五軸銑削加工原理簡介3.3 進給步長計算3.4 刀具路徑計算方法3.4.1 殘留高度與加工行距3.4.2 刀觸點局部微分幾何分析3.4.3 有效加工帶及其寬度的計算3.4.4 下一條刀觸點路徑計算3.4.5 從刀觸點到刀位數(shù)據(jù)的計算3.5 局部干涉檢驗與刀具姿態(tài)角的修正3.5.1 刀傾角與刀轉(zhuǎn)角對加工結(jié)果的影響3.5.2 刀傾角與刀轉(zhuǎn)角的優(yōu)化3.5.3 局部干涉檢驗與修正總結(jié)3.6 刀具路徑生成過程3.7 實例計算3.8 小結(jié)第4章 五軸聯(lián)動數(shù)控機床空間運動及后處理4.1 幾個相關概念4.2 五軸數(shù)控機床運動基礎4.3 五軸數(shù)控機床空間運動分析4.3.1 刀具旋轉(zhuǎn)擺動的五軸機床4.3.2 工作臺旋轉(zhuǎn)的五軸機床4.3.3 機床空間運動學研究總結(jié)4.4 五軸聯(lián)動數(shù)控機床的后處理4.4.1 后處理過程概述4.4.2 刀具旋轉(zhuǎn)的五軸機床后處理4.4.3 工作臺回轉(zhuǎn)的五軸機床后處理4.4.4 后處理過程總結(jié)4.5 小結(jié)第5章 五軸加工中的實時插補方法5.1 概述5.2 五軸線性插補方法5.2.1 初始條件的給定5.2.2 預處理過程中相關量的計算5.2.3 插補步長計算5.2.4 特殊情況討論5.2.5 線性插補過程總結(jié)5.3 五軸雙NURBS曲線的生成與插補5.3.1 雙NURBS曲線插補格式5.3.2 刀具路徑的NURBS擬合及數(shù)控代碼的生成5.3.3 雙NURBS曲線的信息提取5.3.4 雙NURBS樣條實時插補計算方法5.3.5 實例驗證5.4 五軸NURBS曲面插補器5.4.1 概述5.4.2 刀觸點路徑實時插補5.4.3 刀心點及刀軸矢量計算5.4.4 逆機床運動變換5.4.5 計算機實現(xiàn)步驟5.4.6 計算機仿真實驗5.5 三維刀具補償方法5.5.1 概述5.5.2 五軸數(shù)控程序的生成5.5.3 現(xiàn)行編程方式在三維半徑補償方面的不足5.5.4 五軸刀具半徑補償5.5.5 五軸刀具長度補償5.6 小結(jié)第6章 復雜曲面五軸數(shù)控加工的仿真技術6.1 數(shù)控加工仿真概述6.1.1 仿真研究對于數(shù)控加工的意義6.1.2 數(shù)控加工仿真的類型6.1.3 五軸數(shù)控加工仿真的研究現(xiàn)狀6.2 五軸加工仿真算法的研究與實現(xiàn)6.2.1 算法基本原理6.2.2 四棱柱體結(jié)構(gòu)模型的建立6.2.3 工件毛坯的建立6.2.4 材料去除過程研究6.2.5 算法的實現(xiàn)過程6.2.6 仿真算法的計算機實現(xiàn)6.3 整體葉輪五軸加工編程與仿真6.3.1 整體葉輪的加工概述6.3.2 整體葉輪的結(jié)構(gòu)及幾何造型6.3.3 葉輪加工工藝的擬定6.3.4 葉輪加工編程中一些關鍵問題的研究6.3.5 整體葉輪五軸加工仿真6.4 小結(jié)結(jié)論參考文獻

編輯推薦

　　《五軸聯(lián)動刀具路徑生成及插補技術研究（機械工程學）》內(nèi)容詳實、新穎，對現(xiàn)行五軸聯(lián)動加工研究中存在的諸多問題一一進行了研究，并給出了相應的解決方案。主要內(nèi)容包括：非均勻有理B樣條曲線曲面在幾何造型和微分幾何方面的相關理論、任意階次基函數(shù)及其任意階導數(shù)的求解方法、無局部干涉的五軸聯(lián)動刀具路徑生成算法、五軸數(shù)控機床的空間運動學研究及后處理、五軸線性插補的加減速控制方法、五軸聯(lián)動樣條曲線插補方法、五軸實時曲面插補方法以及空間刀具補償方法等。所給出的研究方法對于五軸聯(lián)動數(shù)控加工技術的發(fā)展具有較好的指導意義和促進作用。

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