五轴刀具路径双nurbs优化的研究

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1、国内图书分类号：TP271.4学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文五轴刀具路径双NURBS优化研究硕士研究生：黄亮导师：李建刚副教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP271.4U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERESEARCHOFDOUBLENURBSOPTIMIZATIONFORFIVE-AXISTOOLPTAHCandidate:LiangH

2、uangSupervisor:Assoc.Prof.JiangangLiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:Dec,2012Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要高速高精度数控加工是现代数控机床的主要发展趋势，而五轴联动数控加工更是衡量一

3、个国家装备制造业发展水平的重要指标，要实现高速高精度数控加工主要取决于三个方面，加工路径，运动控制和机械结构。因此一个好的加工轨迹是实现高端数控加工的基础。目前数控加工路径主要通过CAD/CAM软件设计得到，而当已经得到的加工路径无法满足加工要求时，路径优化成了一种很好的解决方案。论文首先简要的介绍了五轴刀具路径的相关概念，阐述了五轴刀具路径双NURBS曲线表示方式的优点，引出双NURBS曲线拟合的必要性。然后，论文简要给出了NURBS拟合的基本算法过程，着重分析了现有NURBS拟合存在的缺陷，提出了基于特征的分区域算法，实现NURBS曲线有针对性的分段拟合。本文的

4、主要研究对象是五轴的刀具路径优化，详细给出了刀心点轨迹和刀轴矢量的双NURBS曲线拟合过程，分析了优化结果对轨迹的光顺性，非线性误差的减少等方面的作用。同时论文指出了仅采用与刀心点轨迹NURBS曲线相同的节点向量对刀轴矢量进行拟合存在的问题，并给出相应的解决方法，取得了良好效果。最后，论文简要介绍了课题完成的优化软件，并通过一个例子验证了双NURBS优化方法的有效性，同时也指出了课题研究的不足和提出了五轴刀具路径优化的展望。关键词：数控机床；路径优化；双NURBS曲线拟合；五轴刀具路径-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractHighspeedandhig

5、hprecisionCNCprocessingismaindevelopmenttrendofthemodernNCmachinetool,andisanimportantsignofthedevelopmentlevelintheequipmentmanufacturingindustryofacountry.InordertorealizehighspeedandhighprecisionCNCprocessing,itmainlydependsonthreeaspects,thatis,thepath,motioncontrolandmechanicalstr

6、ucture.Thereforeagoodprocessingpathisfoundationtoachievehigh-endCNCprocessing.AtpresentNCpathisdesignedbytheCAD/CAMsoftware,andwhentheprocessingpathcan'tsatisfytherequirementsoftheprocessing,thenthepathoptimizationisagoodkindofsolution.Inthisthesis,thebasicprincipleoffive-axistoolpathi

7、sintroducedatfrist,expoundingtheadvantageoffine-axistoolpathdescribedbydoubleNURBScurve,andpointingoutthatitisnecessaryfordoubleNURBSfitting.ThisthesisbrieflyintroducesthebasicalgorithmprocessofNURBSfitting,focusingontheanalysisofthedefectsoftheexistingNURBSfitting,andputforwardthere