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1、第17卷第1期计算机集成制造系统Vol.17No.12011年1月ComputerIntegratedManufacturingSystemsJan.2011文章编号:1006-5911(2011)01-0095-06计算点到曲面最短距离的网格法徐汝锋,陈志同,陈五一(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)摘要:为提高最短距离计算的精度、效率和稳定性,提出了一种计算点到曲面最短距离的网格法。该方法首先利用曲面上给定的一点作为初始点,以该点为中心按给定步长将曲面划分为四个网格区域;然后分别计算空间点与初始点以及四个网格中心的距离,选取其中最
2、小的距离作为最短距离,并得到相应网格中心;最后以该中心作为初始点,步长减半,重复以上步骤,从而获得满足一定精度的最短距离。分别以两个复杂曲面为计算实例,通过对所提方法与其他方法的计算结果进行比较,验证了该方法的有效性。关键词:最短距离;曲面;网格;五坐标;加工;干涉检查中图分类号:TP391文献标志码:AGridalgorithmforcalculatingtheshortestdistancefromspatialpointtofreeformsurfaceXURufeng,CHENZhitong,CHENWuyi(SchoolofMechan
3、icalEngineering&Automation,BeihangUniversity,Beijing100191,China)Abstract:Toimprovetheaccuracy,efficiency,andreliabilityofcalculatingtheshortestdistance,agridalgorithmforcalculatingtheshortestdistancefromaspatialpointtoafreeformsurfacewaspresented.Firstofall,fourgridareaswerecreat
4、edinthevicinityofaproperinitialpointonthesurfaceunderthegivensteplength.Thedistancesfromaspatialpointtotheinitialpointandthecentersoffourgridareaswerethencalculated,theminimumvalueamongwhichwasselectedastheshortestdistance,andthecorrespondingsurfacepointwasobtained.Finally,thispoint
5、wasselectedasthenextinitialpoint,andthesteplengthbecameahalf.Theaboveprocesswasiterateduntiltheaccuracyoftheshortestdistancereachedthegivenvalue.Theproposedalgorithmwascomparedtosomeexistingalgorithmsundertwoexamplesurfaces.Resultsshowedtheeffectivenessofthismethod.Keywords:shorte
6、stdistance;surface;grid;fiveaxis;machining;interferencechecking[810]足加工要求的工件表面的重要保证。而刀具表0引言面与工件曲面之间的最短距离是判断刀具与工件是目前,五坐标数控加工技术已广泛应用于航空、否发生干涉的一种重要依据,可以进一步归纳为对航天、模具和造船等领域,极大地提高了曲面加工效刀具表面上的点到工件曲面的最短距离的求解。针率,并改善了切削性能。国内外许多学者对五坐标对该问题,许多学者通过研究提出了多种点到曲面[8]加工编程技术进行了深入研究,取得了大量成最短距离的求解方法。三角
7、面片法是将设计曲面[17]按给定的精度离散成三角面片,然后求空间点到三果。其中,刀具表面与工件曲面之间的干涉检查一直是数控编程技术的重要研究内容,也是生产满角平面片之间的最短距离。虽然这种算法通用性[11]好,但是计算量大,边界处理较复杂。苏智剑等收稿日期:20100107;修订日期:20100618。Received07Jan.2010;accepted18June2010.基金项目:国家自然科学基金资助项目(50875012);国家863计划资助项目(2008AA04Z124);国家科技重大专项资助项目(2009ZX04001141)。Foun
8、dationitems:Project
