五軸聯(lián)動(dòng)刀具路徑生成及插補(bǔ)技術(shù)研究

內(nèi)容概要

　　五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的相關(guān)技術(shù)，主要包括基于非均勻有理B樣條的復(fù)雜曲面造型方法、曲線曲面微分幾何相關(guān)理論、分塊矩陣應(yīng)用于求解任意階次B樣條基函數(shù)及其任意階導(dǎo)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(dòng)數(shù)控機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)分析的刀位文件后處理方法、五軸聯(lián)動(dòng)線性插補(bǔ)的加減速控制方法、適用于五軸加工的雙樣條曲線插補(bǔ)方法、五軸曲面實(shí)時(shí)插補(bǔ)器方法以及三維刀具半徑補(bǔ)償和長(zhǎng)度補(bǔ)償方法等。

作者簡(jiǎn)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(xué)披術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)，獲管理學(xué)學(xué)士學(xué)位，2006年9月畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位。現(xiàn)為鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院機(jī)電工程系講師，主要從事復(fù)雜曲面CAD／CAM技術(shù)、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面的研究。近三年發(fā)表學(xué)術(shù)論文15篇，其中日檢索5篇。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論1.1 研究目的和意義1.1.1 問(wèn)題的提出1.1.2 研究目的1.1.3 研究意義1.2 復(fù)雜曲面加工及五軸CAD／CAM編程發(fā)展概述1.2.1 復(fù)雜曲面加工技術(shù)的發(fā)展概述1.2.2 CAD／CAM的發(fā)展過(guò)程與趨勢(shì)1.2.3 面向五軸加工的CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展歷程1.2.4 五軸聯(lián)動(dòng)CAD／CAM編程技術(shù)的研究現(xiàn)狀1.3 復(fù)雜曲線曲面實(shí)時(shí)插補(bǔ)相關(guān)方面的研究現(xiàn)狀1.4 五軸加工編程與插補(bǔ)方面存在的問(wèn)題1.5 主要研究?jī)?nèi)容第2章 復(fù)雜曲面造型及微分幾何計(jì)算2.1 復(fù)雜曲面造型方法的發(fā)展過(guò)程概述2.2NURBS曲線曲面表示及相關(guān)計(jì)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(guān)量計(jì)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(chǔ)2.5.1NURBS曲線齊次坐標(biāo)表示2.5.2NURBS曲線求導(dǎo)2.5.3NURBS曲面的偏導(dǎo)計(jì)算2.5.4 曲面微分計(jì)算幾個(gè)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(guān)基本概念和模型3.2.1 環(huán)形銑削刀具3.2.2 刀觸點(diǎn)與刀位點(diǎn)相關(guān)的概念3.2.3 五軸銑削加工原理簡(jiǎn)介3.3 進(jìn)給步長(zhǎng)計(jì)算3.4 刀具路徑計(jì)算方法3.4.1 殘留高度與加工行距3.4.2 刀觸點(diǎn)局部微分幾何分析3.4.3 有效加工帶及其寬度的計(jì)算3.4.4 下一條刀觸點(diǎn)路徑計(jì)算3.4.5 從刀觸點(diǎn)到刀位數(shù)據(jù)的計(jì)算3.5 局部干涉檢驗(yàn)與刀具姿態(tài)角的修正3.5.1 刀傾角與刀轉(zhuǎn)角對(duì)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(yàn)與修正總結(jié)3.6 刀具路徑生成過(guò)程3.7 實(shí)例計(jì)算3.8 小結(jié)第4章 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)及后處理4.1 幾個(gè)相關(guān)概念4.2 五軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)4.3 五軸數(shù)控機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)分析4.3.1 刀具旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)的五軸機(jī)床4.3.2 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的五軸機(jī)床4.3.3 機(jī)床空間運(yùn)動(dòng)學(xué)研究總結(jié)4.4 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的后處理4.4.1 后處理過(guò)程概述4.4.2 刀具旋轉(zhuǎn)的五軸機(jī)床后處理4.4.3 工作臺(tái)回轉(zhuǎn)的五軸機(jī)床后處理4.4.4 后處理過(guò)程總結(jié)4.5 小結(jié)第5章 五軸加工中的實(shí)時(shí)插補(bǔ)方法5.1 概述5.2 五軸線性插補(bǔ)方法5.2.1 初始條件的給定5.2.2 預(yù)處理過(guò)程中相關(guān)量的計(jì)算5.2.3 插補(bǔ)步長(zhǎng)計(jì)算5.2.4 特殊情況討論5.2.5 線性插補(bǔ)過(guò)程總結(jié)5.3 五軸雙NURBS曲線的生成與插補(bǔ)5.3.1 雙NURBS曲線插補(bǔ)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(shí)時(shí)插補(bǔ)計(jì)算方法5.3.5 實(shí)例驗(yàn)證5.4 五軸NURBS曲面插補(bǔ)器5.4.1 概述5.4.2 刀觸點(diǎn)路徑實(shí)時(shí)插補(bǔ)5.4.3 刀心點(diǎn)及刀軸矢量計(jì)算5.4.4 逆機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換5.4.5 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)步驟5.4.6 計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)5.5 三維刀具補(bǔ)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(bǔ)償方面的不足5.5.4 五軸刀具半徑補(bǔ)償5.5.5 五軸刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償5.6 小結(jié)第6章 復(fù)雜曲面五軸數(shù)控加工的仿真技術(shù)6.1 數(shù)控加工仿真概述6.1.1 仿真研究對(duì)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(shí)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(guò)程研究6.2.5 算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程6.2.6 仿真算法的計(jì)算機(jī)實(shí)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(guān)鍵問(wèn)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(xiàn)

編輯推薦

　　《五軸聯(lián)動(dòng)刀具路徑生成及插補(bǔ)技術(shù)研究（機(jī)械工程學(xué)）》內(nèi)容詳實(shí)、新穎，對(duì)現(xiàn)行五軸聯(lián)動(dòng)加工研究中存在的諸多問(wèn)題一一進(jìn)行了研究，并給出了相應(yīng)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(guān)理論、任意階次基函數(shù)及其任意階導(dǎo)數(shù)的求解方法、無(wú)局部干涉的五軸聯(lián)動(dòng)刀具路徑生成算法、五軸數(shù)控機(jī)床的空間運(yùn)動(dòng)學(xué)研究及后處理、五軸線性插補(bǔ)的加減速控制方法、五軸聯(lián)動(dòng)樣條曲線插補(bǔ)方法、五軸實(shí)時(shí)曲面插補(bǔ)方法以及空間刀具補(bǔ)償方法等。所給出的研究方法對(duì)于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展具有較好的指導(dǎo)意義和促進(jìn)作用。

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