Equivolumetric偏置曲线的研究与应用

Equivolumetric偏置曲线是计算机辅助几何设计领域的一个非常重要的几何造型。由于偏置距离函数的多样性,比起等距偏置曲线,变距偏置曲线的自交问题呈现更复杂的形式。本文主要开展Equivolumetric偏置曲线局部自交和全局自交探索和去除的研究,来完善偏置曲线的理论。

基于MATLAB变距偏置曲线的实现

为了能对实际工程中出现的特殊形状的部件进行设计,拓展变距偏置曲线在CAD/CAM中的应用范围,本文给出了变距偏置曲线的MATLAB实现,并利用MATLAB的多项式曲线拟合函数,结合变距偏置曲线的偏置距离的数学思想,给出了实现的方法。

非正则变距偏置曲线自交点去除算法

为消除最大偏置距离对变距偏置曲线的限制,拓展变距偏置曲线在CAD/CAM中的应用范围,给出了非正则变距偏置曲线中自交点探索和去除算法。算法应用基曲线的法线扫描变距偏置曲线,采用曲线上的点为圆心、偏置距离为半径的圆限制法线的长度范围。该算法可探测并去除非正则变距偏置曲线中的自交区域,实例验证了该算法的有效性。

基于MATLAB程序对于偏置曲线的实现

基于等距偏置曲线的研究与实现,变距偏置曲线的研究迫在眉睫。本文结合数学思想的理论依据,对非正则偏置曲线进行MATLAB仿真实现,以求为完善非正则偏置曲线的研究领域贡献一份力量。

喷锡钢网曲线偏置方法研究

喷锡钢网设计在喷锡钢网生产中尤为重要,是保证喷锡钢网功能与质量的关键,曲线偏置在喷锡钢网设计过程中占有很大的比重,但是目前缺乏简单有效的偏置算法应对喷锡钢网特殊的几何结构。本文基于有向图理论以及曲线重构思想,提出一种喷锡钢网曲线偏置方法。首先,基于喷锡钢网结构特点,提出了一种复合多段线偏置方法,并基于有向图理论解决了偏置过程中曲线自相交问题;其次,基于曲线重构思想提出了偏置曲线孤岛绕行方法,解决了偏置曲线与孤岛体结构的干涉问题,并进行了尖角处理;最后,将算法应用于实例,得到的偏置曲线无尖角与自相交点,且与孤岛结构无干涉情况,完全满足偏置要求。

Pythagorean hodograph曲线及其应用

分析了自由曲线的数控加工对其表示方程的要求,提出了制造型参数曲线的概念,介绍了PythagoreanHodograph(PH)曲线的定义和主要性质。由于PH曲线具有将曲线弧长表示成多项式,将偏置曲线以有理形式表示的能力,可以有效地提高数控插补计算效率,在高速、高精密数控加工中,它将得到广泛应用。

组合曲面NC加工刀具轨迹的生成

提出一种组合曲面 NC加工刀具轨迹生成的新算法 :将组合曲面进行三角化 ,并使三角形的顶点沿曲面法矢方向偏置一刀具半径值 ,依次连接偏置后的三角形各顶点 ,得偏置的三角形网格 .以一组相互平行的平面去截偏置的三角形网格 ,将交线在截平面上进行调整并消除干涉 ,即得到组合曲面刀具轨迹 .

任意平面区域的Voronoi图

给出了一种推导任意平面区域Ｖｏｒｏｎｏｉ图的新方法，借助Ｃ１连续曲线的偏置曲线，可以将给定区域的微分特性与几何形状结合起来，直观、方便地获得Ｖｏｒｏｎｏｉ图．这种方法适用于任意边界、任意连通度的平面区域，其思路可以推广到三维空间．

复杂型腔的环切加工

提出了基于离散逼近的二维轮廓偏置计算方法．边界轮廓的离散逼近不仅要满足边界的逼近精度，而且产生的偏置折线要求满足对偏置曲线的逼近精度．在分析了相邻原始曲线交点及其偏置点与偏置曲线交点的几何关系后，提出了相邻偏置曲线裁剪求交的新算法，减少了求交计算量．同时提出了一种基于干涉判别的环分类准则。

基于网格曲面模型的等残留刀位轨迹生成方法

三角网格曲面因其快速灵活、拓扑适应能力强等优点,在与制造业密切相关的航空航天、汽车、造船以及模具等工业领域得到越来越广泛的应用。针对网格曲面加工截面线型路径与边界不一致性等问题,提出一种保持边界一致的等残留刀位轨迹生成方法。该方法以减少抬刀、路径转接为目的,并综合考虑刀具轨迹几何与运动力学性能。首先对网格曲面局部区域进行精确拟合,进而给出一种网格曲面上曲线的偏置方法。以此为基础,对网格模型的边界轮廓进行等残留偏置,从而生成精确的刀位轨迹。实例表明该轨迹生成方法简便、可靠,具有良好的边界一致性,并可显著提高加工的效率和精度。

面向铣削类零件的三维工序模型构建方法

为了在三维CAPP系统中实现铣削类零件由初始毛坯向最终零件的动态演变,提出了一种面向铣削类零件的三维工序模型构建方法。首先,研究了曲线和偏置曲线的表达、直线段和弧线段的偏置及交点的计算规则;接着,以给定的余量值和刀具半径作为偏移量,对制造特征的外环曲线进行偏置以计算获得偏置曲线;然后,通过拉伸偏置曲线并与前驱工序模型进行布尔运算,完成三维工序模型的生成。最后,通过实验验证了该方法的有效性和可行性。

锥椭球反光镜加工与检测原理与应用

二次曲线回转形成的曲面在工程实践中应用广泛。针对高精度的硼硅玻璃锥椭球曲面加工,研究了加工方法和设备,提出了基于宏程序B的数控磨削方法。在允差范围内,加工中的坐标按照轴截面曲线的方程计算,刀具按照轴截面曲线运动,加工出曲面。通过设置机床参数,定义新的固定循环,只用一个指令就可以加工各种规格的同类型锥椭球面。用曲面三角形自适应测量方法在三坐标测量机上对加工后的锥椭球面进行了检测,与理论曲线进行了比较,分析得到反射面法线方向的误差在0.025mm以内。除了椭球面,其它轴截面可以用方程表示的回转体及其变形,都可以用本方法来加工和检测。

复合压电水平悬臂梁振动俘能特性试验及机电耦合模型研究

压电悬臂梁具有较好的振动俘能特性,然而其复杂力电特性及模型相关研究的不充分性导致实际应用受到制约。鉴于此,开展复合压电水平悬臂梁振动俘能特性试验及模型研究:首先,基于电路和结构基础设计搭建压电悬臂梁振动能量转换电能的试验系统,试验结果显示,压电悬臂梁俘能系统能量转换能力受外部激励频率、内部电路负载以及结构设计配重等条件的影响,其机电转换特性复杂,电压/电流-应变关系曲线呈近似椭圆形,功率-应变关系曲线呈近似蝴蝶形,还观测到由于结构自身及其配重的重力效应导致特性曲线形状呈现偏置现象;然后,提出力电耦合数学模型用于复合压电水平悬臂梁系统俘能的力电特性描述,通过与试验数据比较,验证该模型不但可以精确预测振动回收的电能(功率),还可有效模拟电压/电流-应变和功率-应变的复杂力电特性,且对试验特性曲线存在的偏置现象也能较好的模拟。试验和模型研究成果将对压电悬臂俘能系统在工程领域的进一步应用提供必要的理论基础。

基于图像处理的自动喷胶系统的研究

针对制鞋工艺中鞋底上胶问题,提出一种机器人自动喷胶代替人工的方法。基于机器视觉系统采集鞋底平面图像,采用引进Otsu算法确定高低阈值的Canny边缘检测算法提取鞋底边缘二维轮廓;利用测距传感器获取鞋底高度变化数据;根据得到的鞋底平面边缘二维坐标和对应的高度坐标建立鞋底边缘三维轮廓,并采用NURBS插值算法对轮廓线进行插值平滑处理;将边缘轮廓线向鞋底内侧偏置生成喷胶轨迹线。实验结果表明:喷出的胶线能够满足鞋底粘合要求,可以解决实际问题。

恒切削力铣削刀路优化算法改进

在铣削加工具有非圆曲线轮廓的工件时,铣削力很难保持恒定。本文在等误差插补算法的基础上,设计了改进算法,使用改进后的插补算法计算插补点,各插补段的插补误差比较均匀。使用改进算法计算,得到的误差值更加准确,不仅能够保证工件的加工精度,而且能够提高工件的表面质量,缩短加工时间。

光伏灌封电感本体EMI干扰源消除的实战技术

应对气候变化,推动低碳发展已成为全球共识。中国展现出全面绿色转型,制定了“碳达峰、碳中和”的全国目标。在国务院制定印发的《2030年前碳达峰行动方案》中,明确新型电力系统加快构建。明确了大力发展新能源,到2030年,风电,太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。光伏行业已进入迅猛的爆发增长期。特别是户用光伏和工商业屋顶光伏、分布式地面电站光伏系统将快速融入到我们的生活、生产当中。此时,将对系统EMI电磁干扰的降低,提出了更严格的要求。EMI干扰问题显得更加的突出。本文将主要阐述光伏逆变器用灌封电感本体的EMI干扰源消除的实战解决方案。