基于多分辨率网格分割的细分曲面局部加工干涉预测研究

发布时间：2022-02-26 09:24

　　为解决高端装备和高性能产品的制造要求,数字化设计和数据驱动是实现产品制造精度的关键环节,如何实现控制复杂产品的生产质量是当前研究的重要问题之一。细分曲面数控加工技术已经成为数控加工领域的一个重要研究方向,由于细分曲面通常表示复杂的曲面模型,所以在加工过程中很容易发生局部加工干涉。而且,庞大的数据量使得细分曲面局部加工干涉问题难以采用常规的方法高效解决。本文基于Catmull-Clark细分曲面方法,针对细分曲面数控加工中局部加工干涉预测的相关问题进行了探讨。主要有以下几方面:（1）首先介绍了局部加工干涉的基本概念,并阐述了细分曲面方法构建加工模型的相关基本理论。利用元胞数据结构,实现了 Catmull-Clark细分曲面的分片表示。基于细分曲面模型多分辨率表示的方法,实现了不同加工精度细分曲面模型的构建,并详细阐述了细分曲面模型相关几何属性的计算,为课题的后续研究提供了重要的理论支持。（2）基于空间约束法实现加工模型的局部加工干涉检测。通过分析刀位点、刀触点及其法矢量信息的空间约束关系,建立了一种适用于细分曲面模型局部加工干涉检测的方法。相比于采用曲率匹配的干涉检测方法,利用空间约束法... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 细分曲面数控加工技术研究现状
        1.2.1 国内外发展现状
        1.2.2 需要解决的问题
    1.3 本文主要研究内容
第二章 基于Catmull-Clark细分曲面分片表示构建加工模型
    2.1 引言
    2.2 Catmull-Clark细分方法基本概况
        2.2.1 Catmull-Clark细分方法
        2.2.2 Catmull-Clark细分曲面的性质
    2.3 Catmull-Clark细分曲面的分片表示
        2.3.1 元胞结构
        2.3.2 细分曲面模型分片表示
    2.4 基于Catmull-Clark细分方法构建加工模型
        2.4.1 加工模型的多分辨率表示
        2.4.2 加工模型多分辨率网格分割技术
        2.4.3 加工模型极限网格顶点位置计算
        2.4.4 加工模型极限网格顶点法向计算
    2.5 本章小结
第三章 基于空间约束的局部加工干涉检测
    3.1 引言
    3.2 基于曲率匹配法的局部加工干涉检测
        3.2.1 极限网格曲面曲率计算
        3.2.2 离散网格曲面曲率计算
    3.3 空间约束法局部加工干涉检测原理
        3.3.1 刀触点与刀位点的空间位置关系
        3.3.2 局部加工干涉检测判别准则
        3.3.3 基于空间约束条件的干涉检测计算方法
        3.3.4 空间约束法算法描述
    3.4 局部加工干涉检测算法验证与分析
    3.5 本章小结
第四章 高效实现加工模型最优小刀具尺寸计算
    4.1 引言
    4.2 基于面片形态分析的加工模型易干涉区域的搜索方法
        4.2.1 基于面片凹凸性搜索加工模型易干涉区域
        4.2.2 加工模型易干涉区域搜索过程的算法描述
    4.3 基于多分辨率采样技术搜索最易发生局部加工干涉区域
        4.3.1 最易发生局部加工干涉区域的搜索方法
        4.3.2 面片内采样点搜索过程的算法描述
    4.4 避免发生局部加工干涉的最优小刀具尺寸计算
        4.4.1 加工模型局部干涉预测解决方法
        4.4.2 最优小刀具尺寸计算算法描述
    4.5 算法实例验证与分析
        4.5.1 加工模型内易干涉面片搜索算法实例验证
        4.5.2 最易发生局部干涉区域的搜索算法实例验证
        4.5.3 最优小刀具尺寸计算方法实例验证
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]直线与高精度细分曲面交点快速计算方法[J]. 朱建宁,王敏杰,魏兆成,曹斌.  大连理工大学学报. 2013(03)
[2]计算空间点到细分曲面有符号最近距离的方法[J]. 朱建宁,王敏杰,魏兆成,曹斌.  计算机集成制造系统. 2013(04)
[3]复杂曲面五轴加工局部干涉处理技术研究[J]. 杜娟,闫献国,田锡天.  图学学报. 2012(01)
[4]B样条曲面GC1拼接中连接函数性质及其应用[J]. 赵乃良,任歆,马维银.  计算机辅助设计与图形学学报. 2009(08)
[5]多点切触加工中的局部干涉分析[J]. 王瑞秋,陈五一,金曼.  北京航空航天大学学报. 2006(05)
[6]Catmull-Clark细分曲面的误差分析[J]. 曾晓明,杨军.  厦门大学学报(自然科学版). 2004(01)
[7]自由曲面五坐标数控加工干涉检查[J]. 陈松,姜虹,李学艺,王小椿.  工程图学学报. 2003(03)
[8]曲面离散法数控加工干涉处理[J]. 应维云,周来水,周儒荣.  机械工艺师. 1998(10)

博士论文
[1]基于多分辨率网格分割的细分曲面数控加工技术[D]. 朱建宁.大连理工大学 2014
[2]细分曲面数控加工关键技术研究[D]. 原恩桃.南京航空航天大学 2010
[3]基于四边形网格的细分曲面造型基础技术研究[D]. 刘浩.南京航空航天大学 2005
[4]细分曲面造型技术研究[D]. 周海.南京航空航天大学 2005

硕士论文
[1]NURBS复杂自由曲面造型方法的研究[D]. 陈燕丽.长安大学 2014
[2]Catmull-Clark细分曲面的NC刀轨生成关键技术研究[D]. 唐虹.南京航空航天大学 2008
[3]离散三角网格上的法向量和曲率估计[D]. 罗良峰.大连理工大学 2007
[4]复杂曲面五轴数控加工中干涉问题的研究[D]. 闫家赟.兰州理工大学 2006



本文编号：3644371