復雜自由曲面數控規(guī)劃及其數據管理技術研究.pdf

1、在機械制造領域，隨著市場需求的不斷擴大及生產技術的快速發(fā)展，對具有復雜、特殊外形零件的數控加工需求日益增加。這些零件大多具有曲率不規(guī)則分布的自由曲面表面，由此增大了特征信息提取與分析的難度，并對數控加工規(guī)劃與數據管理等相關技術提出了更高的要求。針對于此，本文在復雜曲面分片規(guī)劃、刀具軌跡生成、銑削參數智能決策和嵌入式系統(tǒng)文件管理等方面開展了深入研究，取得了以下主要研究成果：
　　 1.提出了一種對復雜參數曲面的邊界提取及分片規(guī)劃算

2、法。在對復雜曲面進行特征識別及特征曲面域劃分的基礎上，基于減法聚類及模糊C均值聚類算法進行了曲面片細分技術研究，初步確定了代表某一具體曲面形狀區(qū)域的曲面片數量及曲面片中心位置，并對聚類曲面片的中心位置進行了優(yōu)化處理。進而通過引入Voronoi圖對曲面邊界構建技術進行了研究，并給出了分析示例。
　　 2.提出了基于參數線法的曲面片域內刀具軌跡規(guī)劃策略?；诙骐x散算法，通過引入刀具沿進給方向的誤差補償值獲取行距，并利用一階泰勒展開

3、式引入誤差補償值來獲得各插補周期末的參數增量值，進而求得各插補點坐標值及法向矢量。經過對插補點的平移、旋轉變換，得到了準確的位置增量值。最后通過引入離散能量法對曲面片域間直凸多邊形邊界的光順技術進行了研究。
　　 3.對面向自由曲面數控加工的刀具軌跡智能決策及自動規(guī)劃策略進行了研究。在對復雜曲面五軸數控銑削加工的無干涉刀具組合優(yōu)選策略研究的基礎上，提出了基于曲面片中心點的干涉處理策略。進而基于專家系統(tǒng)與神經網絡的結合優(yōu)勢提出了一

4、種建立自由曲面銑削參數智能決策系統(tǒng)的結構模型，可實現自由曲面數控銑削加工走刀參數與切削參數的智能決策。
　　 4.針對復雜曲面的海量數據管理及高可靠性要求，對嵌入式數控系統(tǒng)的Flash文件系統(tǒng)管理技術進行了研究，提出了扇區(qū)磨損均衡策略以及基于存儲內容的壞損管理策略，實現了對Flash存儲空間的合理利用和有效管理。提出了一種基于文件信息雙鏈表結構的數據管理策略，給出了空閑扇區(qū)的自動獲取與回收機制，進而實現了對程序數據的有效維護。最