基于自由曲面点云的数控加工技术的研究

【摘要】：随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争日益激烈,产品的开发速度的快慢和质量的优劣在市场竞争显得越来越重要。逆向工程与快速成型技术(RE/RP)就是响应这样的技术要求应运而生的,但是这种方法现在还存在两个弱点:其一,对于逆向工程中的由点云数据拟合自由曲面,要求操作人员有较高的技术水平,且对操作人员的经验的依赖程度很高,其二,在快速成型机上加工出的零件的材料通常都是非金属。基于以上情况,我们希望能探索出一种方法,它能绕过逆向工程中的由点云数据拟合自由曲面,对点云数据作适当处理后得到数控机床的加工程序,然后在数控机床上加工出满足精度要求的金属零件,使得RE 技术快速、高效的特性得以充分体现。 基于以上的想法,本文实现了一条由点云数据到数控加工程序的完整技术路线,即首先由零件的点云数据构造出相应的STL 文件,再利用用Visual c++6.0编写的模块处理后续工作:用截平面与STL 文件中的三角面片的等距面求交线,对交线进行处理后得到数控加工程序代码。最后利用专用数控仿真软件Vericut5.4 对数控加工程序代码进行校验。 论文对点云数据的三角化、刀具轨迹的获得、刀轨到G 代码的转化进行了研究,并且在截平面与STL 文件中的三角面片的等距面求交线及对交线进行处理上提出并实现了一种新的算法,计算简单,算法稳定,避免了刀具轨迹的干涉。 上述技术路线的提出和实现是对逆向工程与数控加工的结合作出的有益尝试,希望对更多更好的解决方法的出现起到一个抛砖引玉的作用。