导读:本文包含了刀具轨迹规划论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:刀具,曲面,加工,轨迹,模型,算法,数控。
刀具轨迹规划论文文献综述
朱永翔,郭培基,陈曦[1]（2019）在《基于数控加工高次离轴非球面反射镜的刀具轨迹规划研究》一文中研究指出研究了五轴机床铣磨高次离轴非球面技术,分析了B-C双转台五轴机床的运动学原理,得到了刀轴矢量与B、C轴转角的数学映射,建立了刀具轨迹算法模型。针对高陡度高次离轴非球面矢高变化率太大等问题,对其进行坐标系变换使其近轴端和远轴端等高,将离轴非球面由母镜坐标系位置转化到子镜坐标系位置,坐标变换后高次离轴非球面在子镜坐标系下的方程求解困难,提出一种新的求解旋转后高次离轴非球面坐标的方法,最后通过Matlab仿真和实例分析,利用五轴机床加工等高处理的高次离轴非球面,经叁坐标测量仪测量,结果为面型PV值5.92μm,RMS值为0.893μm,验证了刀具轨迹算法和坐标变换算法的正确性。(本文来源于《光学技术》期刊2019年06期）
钱乘[2]（2019）在《基于STL模型的复杂曲面加工刀具轨迹规划方法研究》一文中研究指出随着复杂曲面在工业领域的应用日趋广泛,复杂曲面的数控加工技术受到了越来越多的关注。STL格式是叁维复杂曲面的表达形式之一,且STL模型与原曲面模型之间的一致性较高,因此基于STL模型的数控加工方法受到了很多学者的重视。基于STL模型的复杂曲面加工可有效减少刀具轨迹规划的计算量、提高加工效率、缩短具有复杂外形产品的研发周期。本文基于STL格式,研究了复杂曲面的刀具轨迹规划算法。本论文的研究内容主要包括以下方面:(1)研究了STL模型文件冗余数据滤除算法。STL文件原始数据是离散的且存在大量冗余信息,为了更加方便的利用其数据,需对叁角形面片数据进行精简并按一定规律存储。本文在分析STL文件信息特征的基础上,设计点表与面表等类型的数据结构;然后采用哈希表方法对文件冗余数据进行识别与剔除,同时完成点表与面表的数据存储,为后续的STL信息处理奠定了基础。(2)研究了STL模型的偏置算法。为便于规划刀具轨迹所需的刀位点数据计算,首先对STL模型进行偏置。利用叁角形面片的点表数据,获取顶点的一阶邻域叁角形索引值,检索出面表中相应的叁角形数据,进而得到所需的必要信息;然后根据该信息通过顶点单位法向量计算公式,获得偏置顶点坐标,最终得到原STL模型的偏置模型。(3)设计了STL模型的切片算法。在得到STL偏置模型之后,需对该模型进行分层切片,以获得二维轮廓多边形。首先求出相关叁角形与切平面的交点信息并存入临时数组,将坐标值重复的交点视为冗余信息;然后根据冗余信息确定叁角形间的拓扑关系及各交点的次序,同时将已知次序的交点从临时数组中剔除,若数组中已不存在某交点的信息冗余,则判定有序点列已形成一个封闭的截面轮廓;再采用上述方法,得到当前切层内可能存在的其余封闭轮廓。(4)研究了基于切片信息的刀具轨迹规划算法。切片获取的二维轮廓数据并不光滑,影响加工表面质量,故进一步对二维轮廓进行光顺处理。首先根据预设的阈值对二维封闭轮廓进行分段,并对分段数据中需要光顺的局部进行NURBS曲线插值;然后用容差离散法对NURBS曲线进行插补,获取光顺的刀具轨迹。(5)生成G代码并加工仿真验证。为验证所提方法可行性,最后以鼠标曲面的STL模型为例,将生成的G代码在斯沃数控仿真软件中进行加工验证,通过与鼠标CAD模型在UG中加工仿真的结果对比,结果证明了本文所提方法的有效性。本算法一定程度上克服了基于CAD实体模型的数控加工运算复杂、计算效率较低和通用性差等缺点。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2019-06-10）
鞠楠[3]（2019）在《基于切削力分析的叶片加工刀具轨迹规划》一文中研究指出高性能以及高可靠性的航空发动机是我国航空制造业研究的重点和难点,其中发动机叶片的加工变形问题是阻碍发动机性能进一步提升的关键因素之一。为了解决以航空发动机叶片为代表的自由曲面类零件在加工过程中的变形问题,本文主要完成了以下工作:(1)球头立铣刀切削力建模。以现有切削力模型为基础,建立了球头刀的切削力模型;综合考虑工件曲面的曲率变化以及刀轴矢量姿态的变化,提出了计算切削力模型中未变形切屑厚度的算法,从而将现有的切削力模型从平面类零件推广到自由曲面类零件;根据对切屑几何体形成机理的分析,得到了刀具刃线参与切削区域须满足的几何条件,避免了复杂度较高的实体求交运算,提高了切削力计算的效率。(2)切削力系数识别。在不同切削参数条件下对钛合金材料毛坯进行槽切实验,测量加工过程中的切削力。通过建立不同方向平均切削力的实验值和理论值的等量关系,对切削力模型中的切削力系数进行求解,并用实验数据验证了切削力系数识别结果的可靠性,最终得到了完整的切削力模型。(3)基于切削力模型进行刀轴矢量规划。根据得到的球头刀切削力模型,得到不同切削参数下的切削力数据,基于得到的数据训练神经网络模型modell用于映射切削参数和切削力之间的关系;同时考虑法向切削力、刀轴矢量变化程度以及切削力方向变化程度,建立神经网络模型model2,实现对输入的刀位文件的刀轴矢量优化。(4)叶片数控加工仿真和实验。利用UG软件的CAM模块生成钛合金叶片的数控加工程序,用VERICUT软件进行加工仿真验证了数控程序的正确性。对叶片精加工阶段的部分刀位轨迹进行了刀轴矢量优化,通过对比精加工之后叶片上经过刀轴矢量优化的区域以及未经过刀轴矢量优化的区域的变形量,验证了本文提出的刀轴矢量规划算法的有效性。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-05-01）
周峰,张紫旭,刘昊天,田鑫,刘雨鑫[4]（2019）在《基于动态规划算法的刀具轨迹优化及实验验证》一文中研究指出针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例,创建机床MVR40的仿真模型,在虚拟加工平台上完成利用算法优化后轨迹的验证,通过对优化前后路径走刀时间的对比,缩短了整体加工时间;通过对优化后数控加工程序现场测试,验证了轨迹优化可以提高总体加工效率,为提升大型多加工面工件的加工效率提供了参考与借鉴。(本文来源于《组合机床与自动化加工技术》期刊2019年02期）
韩飞燕,郭卫,彭先龙,张武[5]（2019）在《叶轮流道多轴高效插铣加工刀具轨迹规划方法》一文中研究指出为提高叶轮流道的粗加工效率,弥补商用计算机辅助制造软件在多轴插铣加工路径规划方面的不足,研究了叶轮流道多轴高效插铣加工的关键技术。首先,在五轴机床一个转动轴固定一定角度的情况下,确定最大插铣刀具直径,并结合机床运动特性,建立最大刀具直径与步距、行距之间的几何约束模型。然后,通过求解该模型获得了满足加工效率和精度要求的高效插铣路径。最后,将所求插铣刀具轨迹在叶轮流道上进行了仿真与实际加工,实验表明利用该方法获得的插铣路径可以显着提高叶轮粗加工的效率。(本文来源于《制造技术与机床》期刊2019年01期）
王军,郭保苏,何志新[6]（2018）在《基于Voronoi图的复杂曲面加工刀具轨迹规划》一文中研究指出刀具轨迹规划算法是数控加工的核心技术,是多轴联动机床数控加工的重要基础。本文针对复杂曲面直接偏置法生成环形刀轨时经常出现轮廓局部自交与全局自交问题,将Voronoi图理论应用于平面多连通域环切刀具轨迹规划中。首先,分析了平面多连通域特点,提出了一种适合于多连通域Voronoi图的分治波阵面传播算法,该算法首先将多连通域看成若干单连通域的组合,采用波阵面传播算法构造各单连通域,即构建外轮廓和孤岛Voronoi图,然后将这些Voronoi图进行缝合,缝合线包括内外轮廓Voronoi图的缝合以及内轮廓相互之间Voronoi图的缝合。之后,基于构建的Voronoi图进行加工区域划分,然后在各小区域即区内保持偏置量一致的条件下依次对各边界轮廓作偏置来生成环形刀具轨迹,为使刀具轨迹满足实际加工的需要,对环间最优切削行距进行了分析和规划。最后,以核电站水室封头零件的外表面粗加工为例,验证了算法的有效性。本研究不仅为具有多连通域特点的复杂零件加工提供刀具轨迹规划算法,同时也为进一步开发数控软件提供技术支持。(本文来源于《燕山大学学报》期刊2018年06期）
李承宇[7]（2018）在《6DOF机器人铣削NURBS曲面刀具轨迹规划及姿态控制研究》一文中研究指出工业机器人自从上世纪五十年代问世以后已经有了很大的发展,现如今已大量应用在装配、搬运、喷涂、包装、产品检验等生产制造过程中。由于工业机器人操作简便,易于安装,费用低廉的特点,在一些对加工精度要求不高,毛坯材质较软的环境下完全可以代替数控机床,而这就需要对机器人加工末端进行合理的位姿规划从而提高加工质量。工业机器人的多自由度决定其可以加工出复杂的曲线曲面。在曲线曲面设计上,NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline,非均匀有理B样条)是一种优秀的设计方法,目前部分数控系统可以实现NURBS插补,但针对工业机器人的NURBS插补还在研究之中。本课题基于一台重复精度为0.08mm的安川MOTOMAN-UP6工业机器人,分析了在NURBS曲面加工时的刀具轨迹规划,以及在加工过程中的姿态问题,并提出针对工业机器人的刀具半径补偿,实现了在工业机器人平台的NURBS曲线曲面插补。首先,对UP6机器人进行正逆运动学求解,其中主要问题是逆解的不唯一性。机器人逆解问题一般采用数值法和代数法,在实验中发现,在大多数情况下,当机器人末端姿态确定时,只有少数几个关节存在多个解,而本课题研究的是工业机器人的铣削问题,为保证机器人运行效率,要求输入最小的脉冲使机器人到达指定位置,因此采用一种能量精度最优原则来确定各个关节的逆解。其次,研究了NURBS曲线曲面算法,由曲面参数计算曲面上的插补点。结合工业机器人运动灵活,自由度高的特点,在加工过程中使工业机器人刀轴始终保持在曲面的法向量上,这种方法无需对模型建立刀具半径补偿,NURBS算法生成的曲面点可直接作为机器人的插补点。但在研究中发现,该方法对加工环境要求较高,如果曲面起伏较大则会导致刀具与工件发生干涉。针对此问题提出了另一种固定姿态的铣削方法,在加工开始前设置好刀轴姿态,此时就需要加入道具半径补偿,使刀刃与NURBS曲面上的点相切,从而避免产生过切。最后,将生成的程序导入机器人控制柜进行实际加工,由于机器人刚性不足,本实验采用尼龙PA66和松木作为毛坯材料,对不同方法下加工出的曲面进行分析,误差可以保持在0.2mm以内,进而验证了本实验中算法的有效性和实用性。在一定程度上促进了铣削技术与工业机器人技术的结合发展。(本文来源于《兰州交通大学》期刊2018-04-01）
李建军[8]（2017）在《复杂曲面加工刀具轨迹规划技术研究》一文中研究指出随着航空航天、汽车、核电、船舶等制造业领域的迅猛发展,对各种工业产品的功能、外形提出了更高的要求,因而大量具有复杂曲面的工业产品应运而生。该类零件的加工大都是采用先进的数控加工中心完成的,数控加工过程中最为核心的就是刀具运动轨迹的规划,它直接影响着数控加工的效率以及加工的质量。因此,本文从加工效率、质量这两方面考虑,在现有的等残留高度方法上进行优化改进,针对其主刀具轨迹的选择提出了新的研究算法,进行仿真研究,通过与对比方法的对比分析,验证了新方法的高效性,优越性。本文对现有曲面加工的刀具轨迹研究方法进行了总结分析,发现等残留高度法应用较为广泛,但其也存在主刀具轨迹选择方法简单不合理的问题,因此,针对等残留高度法中初始轨迹的选择进行了更进一步的研究,提出了曲率划分选择初始轨迹的方法。并对其进行了仿真验证,通过与原方法进行结果比对分析,验证了该方法在满足加工精度的要求下,有更高的加工效率。本文对刀具轨迹规划中出现的干涉问题进行了研究,分析了当前干涉存在的主要问题及解决方法,从干涉检测效率和避免方式两个方面考虑,提出了网格曲面模型创建K-D树模型和刀具离散化两方面的研究方法,大大提高了干涉的检测效率,对刀轴角度调整进行了分析研究。最后通过模拟仿真验证了该方法的高效性及有效性。本文选用了典型的曲面零件叶轮,运用本文所述的方法对其进行研究,基于VERICUT对其进行了数控仿真加工。根据仿真结果,发现可以满足设计要求,证明了该方法的正确性、可行性。最后在DMU50加工中心上进行了实际加工,同时也对对比方法进行了实际加工,通过对得到的实物进行比较,从加工效率和质量两方面考量,验证了该方法的优越性。(本文来源于《沈阳理工大学》期刊2017-12-15）
莫靖宇[9]（2017）在《泛摆线齿轮五轴数控加工刀具轨迹规划研究》一文中研究指出泛摆线齿轮是以短幅外摆线的等距曲线为齿廓曲线的一种摆线齿轮,具有滑动率低,传动平稳等优点,适合大速比、大功率、结构尺寸小的齿轮传动。目前对泛摆线齿轮的研究主要集中在齿形设计和参数优化等方面,而对其加工方法研究尚不充分,且无专用加工机床加工泛摆线齿轮,限制了泛摆线齿轮在RV减速器上的应用。为此,本文提出在五轴数控机床上端铣加工泛摆线齿轮的方法,以期简化泛摆线齿轮加工工艺、提高加工效率、实现泛摆线齿轮的以铣代磨。论文围绕泛摆线齿轮参数化建模、五轴数控刀具路径规划与加工仿真、刀轴矢量干涉判别与处理、铣削参数优化等内容展开研究,为下一步大速比泛摆线齿轮减速器和专用加工机床的研制提供理论基础和科学依据。论文主要研究内容如下:⑴泛摆线齿轮参数化建模。基于坐标变换和曲线等距方法,得出泛摆线齿轮数学模型,推导出泛摆线齿轮齿廓无尖点边界条件;基于UG建模软件,实现泛摆线齿轮参数化建模。⑵泛摆线齿轮五轴端铣加工刀具轨迹规划。基于泛摆线齿轮几何特征和数控加工技术,提出泛摆线齿轮端铣加工方法,规划出泛摆线齿轮端铣加工刀具轨迹;基于端铣刀五轴铣削模型,建立泛摆线齿轮五轴端铣加工刀轴矢量局部干涉、全局干涉的判别与处理模型。⑶泛摆线齿轮数控编程与加工仿真。以UG数控编程软件为平台,实现泛摆线齿轮的数控编程;基于post builder软件,开发出刀具路径后置处理软件,实现泛摆线齿轮刀具轨迹数控程序的转换;基于VERICUT数控仿真软件,对泛摆线齿轮端铣加工进行加工仿真,实现泛摆线齿轮五轴端铣加工刀轴矢量的干涉检验。⑷泛摆线齿轮五轴端铣加工实例及精度分析。在五轴数控机床上,对泛摆线齿轮进行端铣加工,得到泛摆线齿轮加工样件,验证刀具轨迹规划方法可行性;提出利用ZYGO光学表面轮廓粗糙度仪和海克斯康影像仪,对泛摆线齿轮进行齿面粗糙度和齿形精度检测,检测结果表明了泛摆线齿轮端铣加工达到磨削效果;基于正交试验法,探究主轴转速、进给速度、切削深度、刀轴倾角对泛摆线齿轮齿面粗糙度、齿形精度的影响程度;基于多元线性回归分析方法,建立铣削参数与泛摆线齿轮齿面粗糙度、铣削参数与泛摆线齿轮齿形精度预测模型,对实验进行了加工精度预测,实验结果验证了该模型的有效性。(本文来源于《厦门理工学院》期刊2017-12-01）
尹业熙,秦衡峰,周后明[10]（2017）在《基于定向距离理论的五轴加工刀具轨迹规划算法》一文中研究指出针对环形刀五轴加工自由曲面的残留误差问题,在传统等残留高度算法的基础上,提出了一种基于定向距离理论的等最大残留高度刀具轨迹规划算法。首先根据微分几何理论计算已知刀触点的初始侧向行距,并在侧向行距方向进行偏置得到相邻刀触点;然后以基于定向距离理论的残高误差计算模型对相邻刀触点间的实际残高值进行计算;最后通过迭代计算规划出等最大残留高度的相邻刀具轨迹。如此循环,从而获得整个曲面的刀具轨迹。实验结果表明,相对于商用软件MasterCAM9.0,该算法在充分保证曲面加工质量的同时最大限度地减小了刀具轨迹的总长度,从而提高了加工效率。(本文来源于《中国机械工程》期刊2017年22期）
刀具轨迹规划论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着复杂曲面在工业领域的应用日趋广泛,复杂曲面的数控加工技术受到了越来越多的关注。STL格式是叁维复杂曲面的表达形式之一,且STL模型与原曲面模型之间的一致性较高,因此基于STL模型的数控加工方法受到了很多学者的重视。基于STL模型的复杂曲面加工可有效减少刀具轨迹规划的计算量、提高加工效率、缩短具有复杂外形产品的研发周期。本文基于STL格式,研究了复杂曲面的刀具轨迹规划算法。本论文的研究内容主要包括以下方面:(1)研究了STL模型文件冗余数据滤除算法。STL文件原始数据是离散的且存在大量冗余信息,为了更加方便的利用其数据,需对叁角形面片数据进行精简并按一定规律存储。本文在分析STL文件信息特征的基础上,设计点表与面表等类型的数据结构;然后采用哈希表方法对文件冗余数据进行识别与剔除,同时完成点表与面表的数据存储,为后续的STL信息处理奠定了基础。(2)研究了STL模型的偏置算法。为便于规划刀具轨迹所需的刀位点数据计算,首先对STL模型进行偏置。利用叁角形面片的点表数据,获取顶点的一阶邻域叁角形索引值,检索出面表中相应的叁角形数据,进而得到所需的必要信息;然后根据该信息通过顶点单位法向量计算公式,获得偏置顶点坐标,最终得到原STL模型的偏置模型。(3)设计了STL模型的切片算法。在得到STL偏置模型之后,需对该模型进行分层切片,以获得二维轮廓多边形。首先求出相关叁角形与切平面的交点信息并存入临时数组,将坐标值重复的交点视为冗余信息;然后根据冗余信息确定叁角形间的拓扑关系及各交点的次序,同时将已知次序的交点从临时数组中剔除,若数组中已不存在某交点的信息冗余,则判定有序点列已形成一个封闭的截面轮廓;再采用上述方法,得到当前切层内可能存在的其余封闭轮廓。(4)研究了基于切片信息的刀具轨迹规划算法。切片获取的二维轮廓数据并不光滑,影响加工表面质量,故进一步对二维轮廓进行光顺处理。首先根据预设的阈值对二维封闭轮廓进行分段,并对分段数据中需要光顺的局部进行NURBS曲线插值;然后用容差离散法对NURBS曲线进行插补,获取光顺的刀具轨迹。(5)生成G代码并加工仿真验证。为验证所提方法可行性,最后以鼠标曲面的STL模型为例,将生成的G代码在斯沃数控仿真软件中进行加工验证,通过与鼠标CAD模型在UG中加工仿真的结果对比,结果证明了本文所提方法的有效性。本算法一定程度上克服了基于CAD实体模型的数控加工运算复杂、计算效率较低和通用性差等缺点。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
刀具轨迹规划论文参考文献
[1].朱永翔,郭培基,陈曦.基于数控加工高次离轴非球面反射镜的刀具轨迹规划研究[J].光学技术.2019
[2].钱乘.基于STL模型的复杂曲面加工刀具轨迹规划方法研究[D].安徽工程大学.2019
[3].鞠楠.基于切削力分析的叶片加工刀具轨迹规划[D].北京交通大学.2019
[4].周峰,张紫旭,刘昊天,田鑫,刘雨鑫.基于动态规划算法的刀具轨迹优化及实验验证[J].组合机床与自动化加工技术.2019
[5].韩飞燕,郭卫,彭先龙,张武.叶轮流道多轴高效插铣加工刀具轨迹规划方法[J].制造技术与机床.2019
[6].王军,郭保苏,何志新.基于Voronoi图的复杂曲面加工刀具轨迹规划[J].燕山大学学报.2018
[7].李承宇.6DOF机器人铣削NURBS曲面刀具轨迹规划及姿态控制研究[D].兰州交通大学.2018
[8].李建军.复杂曲面加工刀具轨迹规划技术研究[D].沈阳理工大学.2017
[9].莫靖宇.泛摆线齿轮五轴数控加工刀具轨迹规划研究[D].厦门理工学院.2017
[10].尹业熙,秦衡峰,周后明.基于定向距离理论的五轴加工刀具轨迹规划算法[J].中国机械工程.2017
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