基于全局几何信息的小线段样条拟合方法

发布时间：2023-04-25 19:16

　　在复杂曲面的高速高精加工中,需要将小线段拟合成样条。但是在拟合时,只有小线段端点的位置信息,对CAM软件离散零件模型时的误差非常敏感。并且由于拟合时不知道模型的全局几何信息,导致拟合的样条整体上不光顺,曲率波动大,致使加工时速度波动频繁,加工出的零件表面质量差。为此,本文提出了全局几何信息的概念,对零件的三维模型,从全局的角度,提取有用的几何信息并输出,来指导小线段切向计算和样条拟合。主要分为切线方向信息和弦误差信息两种。针对曲面、平面组合交界处,平面边缘上的小线段拟合成曲线的问题,提出了一种基于切线方向信息的小线段样条拟合方法。主要是根据切线方向信息指导小线段端点的切向计算,使切向计算更加准确,然后以此切向进行样条拟合。小线段样条拟合时,因为缺少全局信息,同时为了控制加工误差,大部分拟合方法以误差最小化为拟合优化目标,导致拟合的样条过分贴近小线段,增大样条曲率波动。针对该拟合问题,提出了一种基于弦误差信息的小线段样条拟合方法。通过弦误差信息来优化小线段端点的切向计算,使拟合的样条整体上更加饱满、光顺。针对小线段桥接时,由于缺少全局信息,导致桥接样条形状不准确的拟合问题,提出了基于弦误...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 全局几何信息的类型及作用原理
    2.1 面向小线段拟合与桥接的全局几何信息
    2.2 切线方向信息对小线段拟合的作用原理
    2.3 弦误差信息对小线段拟合的作用原理
    2.4 本章小结
3 基于切线方向信息的小线段样条拟合方法
    3.1 本文涉及的切向计算方式介绍
    3.2 平面与曲面组合交界处的样条拟合
    3.3 长圆弧与直线段组合交界处的样条拟合
    3.4 短圆弧与直线段组合交界处的样条拟合
    3.5 直线段切线方向信息的类型研究
    3.6 圆弧段切线方向信息的类型研究
    3.7 本章小结
4 基于弦误差信息的小线段样条拟合方法
    4.1 弦误差信息的记录格式
    4.2 弦误差信息对端点切向计算的优化
    4.3 基于弦误差信息的样条拟合方法
    4.4 样条形状缺陷的研究
    4.5 仿真实例
    4.6 本章小结
5 基于弦误差信息的小线段样条桥接方法
    5.1 桥接段的边界条件计算
    5.2 基于弦误差信息的桥接样条控制点计算
    5.3 桥接样条控制点解的存在性问题研究
    5.4 基于弦误差信息的桥接方法
    5.5 仿真实例
    5.6 本章小结
6 综合实验分析
    6.1 仿真验证
    6.2 实际加工验证
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3800893