刀具扫描体技术在NC加工图形验证中的应用

对 NC铣削加工图形验证中刀具及其扫描体进行分析 ,给出了直线插补及圆弧插补时常用刀具的扫描体的正则化造型方法及求交算法 ,并用扫描体包围体进行求交局部化。

直线与刀具扫描体求交算法及其应用研究

直线与刀具扫描体的交点问题是数控图形验证、加工过程仿真技术中的核心问题。本文根据五坐标联动机床的运动特点，把刀具扫描体表达成几组简单曲面的组合，利用直线与这几类曲面的交点来求解直线与刀具扫描体的交点。利用该算法，我们开发了一个用于检验五坐标铣削加工精度的计算机仿真软件。加工与仿真的实践证明，该算法计算正确可靠。

刀具扫描体生成新算法及在数控加工仿真中的应用

介绍一种新的刀具扫描体生成算法。通过将运动物体外表面上的点分成入点、出点和切点 ,新算法能够迅速找到某一时刻运动物体外表面上的切点而形成扫描体 ,从而不依赖于以往扫描体生成的包络法 ,避免求解复杂的方程 ,因而具有方法简单 ,编程容易 ,运算速度快等优点。虽然该算法是针对刀具扫描体生成开发的 ,但它适用于任何回转体扫描体的形成。

复杂曲面加工精度检验中曲面法矢与刀具扫描体求交算法的研究

提出了一种用于实现矢量与扫描体 (代表五轴数控加工铣刀的运动 )求交的有效算法 .该算法首先对曲面法矢和刀具扫描体进行预处理 ,将曲面法矢与刀具扫描体之间的求交问题转化为有向线段与三角网格之间的求交计算 ,然后建立有向线段和三角网格的求交子集 ,减少了不必要的求交计算 ,提高了算法的效率 .文中举例说明了该算法在复杂曲面 NC精度检验中的应用 .

通用刀具扫描体的快速造型

以实体造型仿真和工程应用为目的,以包络理论为理论基础,结合离散造型法和实体造型法这两种造型方法的优点,提出刀具扫描体快速造型的新方法。该方法主要由四个有序部分组成:第一部分是对刀具进行离散采样的预处理;第二部分是刀具上的离散采样点沿着扫描路径运动,生成扫描元曲线;第三部分是利用在扫描路径上建立起来的若干截平面与扫描元曲线相交后得到的交点集,构造平面网格,求解出平面网格的外轮廓顶点后将其分组,分别进行曲线拟合后再组合成刀具扫描体的包络曲线;第四部分则是通过这些包络曲线进行放样,构建刀具扫描体的包络曲面,最终完成刀具扫描体的完整构造。与现有方法相比,该方法能快速有效地对刀具扫描体进行造型,在减少计算量的同时保证了造型的准确性,因而具有广泛的应用价值。

通用刀具扫描体隐式曲面建模方法

提出五轴加工仿真中基于隐式曲面理论的通用刀具扫描体建模方法。为了提高布尔减运算时间性能,采用隐式曲面能够高效判断扫描体与工件体素数据场点集的位置关系,避免耗时的空间相交计算。定义通用刀具体的隐式曲面模型;根据刚体运动框架理论,建立工件框架与刀具框架的映射关系,利用逆向运动法确定曲面边界范围,将刀具体线性位移和旋转角度作线性插补,推导出工件框架中刀具扫描体的隐函数曲面方程;在分析刀具各部分扫描体方程实数根情况的基础上,给出基于隐式曲面的扫描体构造算法。以典型刀具和运动类型为例,分析扫描体构建过程,试验结果验证方法的正确性和较好的时间性能,方法应用于数控系统中的材料去除仿真。

五轴加工中刀具扫描体的构造和显示

介绍一种新的刀具扫描体生成算法。分析五轴机床加工中刀具的运动特点 ,将刀具扫描体看成离散刀位点之间的单个扫描体的叠加。推导了用 NURBS表达扫描体的公式 ,结合 Open GL给出了五轴刀具扫描体的仿真结果。五轴扫描体的构造是曲面的加工精度验证中的一个技术难点 。

基于压缩体素模型的鼓形刀空间扫描体构造方法及其应用

首先给出了鼓形刀空间扫描体构造公式并构造出其表面模型,利用Ray Casting方法将该表面模型进行离散,转化为压缩体素模型,该模型采用沿X,Y,Z3个坐标轴方向相互垂直的Dexel模型表示,各个Dexel模型之间按体素模型大小均匀分布.刀具空间扫描体模型和仿真工件模型之间的布尔运算转化为Dexel模型之间的一维布尔运算,简化了布尔操作并提高了操作速度.通过Marching Cubes方法提取数控加工仿真工件表面三角网格模型并进行图形显示,提高了仿真工件显示质量,NC编程人员可实时地从任意方向观察、验证仿真结果.该方法已成功地应用于基于压缩体素模型的五坐标数控加工仿真系统中,克服了现有五坐标数控加工仿真方法和商品化软件系统的不足.

数控加工仿真中刀具扫描体算法研究

运用包络理论推导出一种刀具扫描体算法，并用Ｃ语言实现．该算法通过求解刀具运动所形成的包络面方程计算刀具扫描体，计算量小，运算速度快．

五坐标数控铣削加工刀具扫描体的求解

建立了一种通用的刀具模型.在通用刀具模型的基础上,提出了一种求解五坐标数控铣削加工刀具扫描体的新方法.首先利用包络理论计算刀具扫描包络面在每个刀位点处的特征线方程,然后沿着特征线进行离散化获得一系列数据点,再用这些数据点构建B样条曲线组,此时特征线组和B样条曲线组所围成的空间网格即为最终的刀具扫描体.最后通过实例验证了本文所涉及到的刀具扫描体求解的正确性.

分布式虚拟环境中基于扫描体的碰撞检测研究

在分布式虚拟环境(DVE)中,由于网络传输的不确定性,物体的状态信息无法准确及时地传输到其他节点上,从而使得DVE中传统的基于状态序列的碰撞检测算法存在漏检和错检现象。在分析传统方法不足的基础上,提出了DVE中基于扫描体的碰撞检测算法,并给出了算法步骤,通过试验证明了该方法能够有效地避免网络传输所带来的不确定性,同时能为DVE提供具有较高精度的检测结果。

射线与刀具扫描体包围盒求交算法探讨

在曲面的加工精度检验中 ,设计工件曲面的表面法矢量和刀具扫描体的求交算法是个难点。本文借鉴光线跟踪算法的思想 ,结合刀具扫描体的特点 ,提出了一个扫描体 NURBS曲面细分的新算法 。

基于构造基面的扫描体素构造方法

本文在分析机械零件造型中面作用的基础上，提出一个基于构造基面的扫描体素构造方法，讨论了构造基面的检取和显示，介绍了基于构造基面的扫描体Ｂ—ｒｅｐ模型的构造过程。

扫描体在机械设计中的应用

扫描体广泛地应用于实体建模、机器人的工作空间、自动化加工以及机械最优布局设计等许多领域,对扫描体的求解方法的研究具有重要的理论价值。笔者将扫描体的求解过程分为两个阶段:扫描体候选边界的确定以及扫描体边界的整理。通过对扫描体在各个阶段求解策略进行研究,笔者提出一种可用于机械布局设计的扫描体的求解方法,为机械设计中运动空间的确定、构件的结构设计以及最优布局提供了依据。

刀具扫描体与曲面法矢求交新算法

提出一种实现刀具扫描体与曲面矢量求交的有效算法.将扫描体与复杂曲面法矢的求交问题,转化为三角网格与有向线段之间的求交计算.建立此两者求交计算的求交子集,减少以往算法中不必要的求交计算,提高算法的效率.文中同时给出,基于该算法的整体叶轮叶片复杂曲面加工的应用实例.

低剂量螺旋CT扫描体检筛查肺癌的研究

目的讨论用低剂量螺旋CT对胸部体检筛查肺癌的应用研究。方法对100例胸部体检者采用3组不同扫描参数扫描,对常规剂量管电流230mAs,低剂量50mAs和30mAs扫描图像进行比较。结果在低剂量螺旋CT扫描时,扫描图像仍然清清晰,扫描信息完整。对100例胸部体检者,共检出结节或肿块39个,肿大淋巴结1例,肺大泡与肺气肿3个肺段,支气管壁增厚2例,局限性胸膜增厚1例。结论用低剂量(管电流300mAs螺旋CT扫描,即能保证图像质量,又具有较低的辐射剂量,适量胸部体检肺癌筛查工作。

基于构造基面的扫描体特征造型方法的研究

本文提出一种基于构造基面的扫描体特征造型方法,讨论了Parasolid开发平台上,构造基面的检取和显示的方法,扫描体扫描几何造型过程以及扫描特征的建立。

刀具扫描体生成的新算法

介绍了一种新的刀具扫描体生成算法。新算法不依赖于以往扫描体生成的包络法,避免了复杂方程的求解,因而具有方法简单、编程容易、运算速度快等优点。虽然该算法是针对刀具扫描体生成开发的,但它适用于任何回转体扫描体的形成。

NC验证中通用铣刀扫描体生成方法

根据数控程序计算刀具扫描体对复杂曲面数控铣削程序的验证具有重要意义。邮一种用于生成刀具扫描体的有效方法。基本思想是：计算刀具相对于工件运动时，刀轴形成的扫同；然后，根据刀具几何开关和刀轴扫描面计算刀具扫描体，并例说明了本文方法的正确性。

基于压缩体素模型的环形刀空间扫描体构造新方法及其应用

提出了一种基于压缩体素模型的环形刀空间扫描体构造新方法。将环形刀分解为相应圆环体和圆柱体两部分,通过一系列运算生成环形刀空间扫描体压缩体素模型;采用三个方向的Dexel模型表示体素模型而使得计算数据量得到了很大压缩,提高了布尔操作速度;通过Marching-Cubes方法提取数控加工仿真工件表面模型并进行图形显示,提高了显示质量和显示速度。仿真结果三维信息完备,数控编程人员可从任意方向观察、验证仿真结果。