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基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法

北京工业大学学报 2012年第10期38卷 1446-1450页

作者：孙殿柱康新才孙永伟李延瑞山东理工大学机械工程学院山东淄博255091

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交... 详细信息

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。

关键词：三角Bézier曲面 R*S树自适应离散刀触点数控刀轨

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基于最小生成树的R^＊-树结点分裂算法

西安交通大学学报 2011年第5期45卷 127-130页

作者：孙殿柱孙永伟康新才史阳山东理工大学机械工程学院山东淄博255049

针对R*-树应用到逆向工程领域时遇到的适用性差等问题,提出了一种新的R*-树结点分裂算法.该算法将R*-树索引结点表示为轴向包围盒,依据轴向包围盒外接球间的重叠度计算结点相似度,并将其作为权值构建结点无向连通图,用来求解结点无向连... 详细信息

针对R*-树应用到逆向工程领域时遇到的适用性差等问题,提出了一种新的R*-树结点分裂算法.该算法将R*-树索引结点表示为轴向包围盒,依据轴向包围盒外接球间的重叠度计算结点相似度,并将其作为权值构建结点无向连通图,用来求解结点无向连通图的最小生成树.沿最大权值边将最小生成树分裂为2棵子树,并基于结点外接球体积对R*-树结构进行优化,从而实现了R*-树结点分裂.实例表明,R*-树结点分裂算法可处理各种复杂数据的结点分裂问题,能够有效地提高R*-树的构建效率及空间数据的查询效率.

关键词：逆向工程 R*-树轴向包围盒结点相似度最小生成树

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三角Bézier曲面快速求交算法

机械工程学报 2011年第3期47卷 89-94页

作者：孙殿柱康新才李延瑞刘健山东理工大学机械工程学院淄博255091

提出一种三角Bézier曲面快速求交算法,该算法采用R*S-树建立三角Bézier曲面的动态空间索引结构,基于该索引结构快速获取相交区域三角Bézier曲面片集,通过设定离散精度阀值,在逼近精度允许范围内将相交三角Bézier曲面片均匀离散为三... 详细信息

提出一种三角Bézier曲面快速求交算法,该算法采用R*S-树建立三角Bézier曲面的动态空间索引结构,基于该索引结构快速获取相交区域三角Bézier曲面片集,通过设定离散精度阀值,在逼近精度允许范围内将相交三角Bézier曲面片均匀离散为三角网格,采用R*S-树建立离散后三角网格的动态空间索引结构,通过网格单元间的求交获取交线数据,进而通过查询共端点交线数据跟踪提取三角Bézier曲面的完整交线,实例证明该算法在逼近精度允许范围内可快速、准确获取任意复杂三角Bézier曲面交线,并通过三角Bézier曲面模型的数控刀轨生成验证了该算法的实用性。

关键词：三角Bézier曲面 R*S-树均匀离散跟踪提取曲面求交

三角Bézier曲面数控加工刀轨生成及数控铣削仿真

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三角Bézier曲面数控加工刀轨生成及数控铣削仿真

作者：康新才山东理工大学

学位级别：硕士

针对三角Bezier曲面模型刀轨生成效率低、刀具适应性差、走刀形式单一并且无法避免干涉,不能满足实际加工需求等问题,本文提出了基于三角Bezier曲面的数控刀轨生成及数控铣削仿真算法。文中深入研究了三角Bezier曲面模型的快速求交算法... 详细信息

针对三角Bezier曲面模型刀轨生成效率低、刀具适应性差、走刀形式单一并且无法避免干涉,不能满足实际加工需求等问题,本文提出了基于三角Bezier曲面的数控刀轨生成及数控铣削仿真算法。文中深入研究了三角Bezier曲面模型的快速求交算法;研究了基于三角Bezier曲面的球头刀具、平头刀具的无干涉刀位点获取方法;给出了在不同驱动形式下的精加工刀轨、粗加工刀轨生成算法及数控铣削仿真算法,主要研究成果与创新点如下：（1）引入R*S树动态索引组织三角Bezier曲面模型的邻近关系,基于该结构实现三角Bezier曲面模型数据的快速查询与获取,并研究了三角Bezier曲面快速求交算法,为基于三角Bezier曲面数控刀轨生成的研究奠定了坚实基础;（2）深入分析了三角Bezier曲面的几何性质,基于三角Bezier曲面实现了球头刀具及平头刀具无干涉刀位点的获取,针对不同零件的形状规划出适合工件加工的刀位驱动轨迹,实现了行切精加工刀轨、圆环精加工刀轨、螺旋精加工刀轨等不同形式精加工刀轨的生成;（3）分析了数控粗加工刀轨形式及其生成原理,深入研究了基于三角Bezier曲面的粗加工数控刀轨生成算法,实现了行切粗加工刀轨及环切粗加工刀轨的生成,并采用实验室自主研发的后处理模块对生成的数控刀轨进行处理,获得满足三轴数控加工中心VB-825A及多轴数控加工中心DMU70ev的数控加工代码;（4）研究了数控铣削仿真算法,将毛坯表面离散成三角网格模型并采用R*S树建立毛坯上表面网格节点索引结构,通过计算切削区域内各节点的实时高度来实现数控铣削仿真的动态显示并对基于三角Bezier曲面模型生成的数控加工刀轨进行加工仿真。

关键词：三角Bézier曲面动态索引曲面求交驱动点规划数控刀轨生成数控铣削仿真

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三角网格模型多轴数控雕刻刀轨生成算法

江苏大学学报（自然科学版） 2011年第4期32卷 416-422页

作者：孙殿柱崔传辉李延瑞康新才山东理工大学机械工程学院山东淄博255091

提出一种基于三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨生成算法,用于解决三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨的生成效率低、存在刀轨干涉等问题.该算法采用R*S树动态空间索引结构组织三角面片的拓扑近邻关系,并依据三角网格模型的型面特征规划刀位... 详细信息

提出一种基于三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨生成算法,用于解决三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨的生成效率低、存在刀轨干涉等问题.该算法采用R*S树动态空间索引结构组织三角面片的拓扑近邻关系,并依据三角网格模型的型面特征规划刀位驱动点,获取各驱动点的瞬时加工区域;根据刀具与瞬时加工区域中各三角面片的相切关系采用面相切、边相切或顶点相切刀位计算方法获取相应无干涉刀位点;检测相邻刀位点间的极限加工误差并采用二分插值法实现刀轨的精度控制,最终生成满足精度要求的无干涉多轴数控雕刻刀轨.实例证明:该算法可生成复杂三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨,刀轨生成精度高、运行速度快,可有效避免干涉.

关键词：三角网格数控雕刻刀轨动态索引刀位点计算二分插值法

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三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法

西安交通大学学报 2011年第3期45卷 70-74页

作者：孙殿柱康新才李延瑞孙永伟山东理工大学机械工程学院山东淄博255091

为了解决三角Bézier曲面粗加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出了一种基于三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法.该算法采用R*S树建立三角Bézier曲面模型的动态索引,可快速获取瞬时加工区域三角Bézier曲面片,进而迭代计... 详细信息

为了解决三角Bézier曲面粗加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出了一种基于三角Bézier曲面粗加工刀轨生成算法.该算法采用R*S树建立三角Bézier曲面模型的动态索引,可快速获取瞬时加工区域三角Bézier曲面片,进而迭代计算无干涉刀位点.建立了三角Bézier曲面的z向包络线,根据z向包络线与切削平面的关系,跟踪提取加工刀轨段,按照不同的走刀方式输出相应刀轨段来获取所需刀轨.实例证明,该算法数据适应性强,算法运行效率高,可对复杂三角Bézier曲面模型生成无干涉粗加工数控刀轨.

关键词：三角Bézier曲面 R*S树 z向包络线粗加工刀轨

三角Bézier曲面数控精加工刀轨快速生成算法

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机械工程学报 2011年第15期47卷 188-192页

作者：孙殿柱康新才李延瑞孙永伟山东理工大学机械工程学院淄博255091

为了解决三角Bézier曲面精加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出一种基于三角Bézier曲面的数控精加工刀轨快速生成算法,该算法引入动态索引组织三角Bézier面片的拓扑近邻关系,基于该索引快速获取与刀轨截平面相交的三角B... 详细信息

为了解决三角Bézier曲面精加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出一种基于三角Bézier曲面的数控精加工刀轨快速生成算法,该算法引入动态索引组织三角Bézier面片的拓扑近邻关系,基于该索引快速获取与刀轨截平面相交的三角Bézier面片集,对其中任一相交面片进行初始交点迭代计算,从初始交点开始跟踪迭代获取跨越三角Bézier面片的完整交线,将获得的有序交线各端点作为刀触点获取相应刀位点,依据刀触点处曲面法矢与刀杆矢量的关系快速确定可能存在干涉的区域,进而对干涉区域刀位点进行调整获取无干涉刀位点,顺次连接各刀位点生成数控加工刀轨,实例证明该算法可对任意复杂三角Bézier曲面精确、快速生成数控加工刀轨,并通过三角Bézier曲面模型的数控刀轨生成验证了该算法的实用性。

关键词：三角Bézier曲面动态索引曲面求交刀轨生成

ADS强流质子直线加速器束流刮束器装置设计

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核电子学与探测技术 2018年第5期38卷 735-740页

作者：康新才武军霞毛瑞士张雍中国科学院近代物理研究所兰州730000 兰州理工大学机电工程学院兰州730050

针对ADS强流质子直线加速器注入器Ⅱ束诊系统对束流位置和剖面测量的要求,设计了可用于高真空的水冷精密双刀刮束器装置。依据束流特点设计了水冷装置,并对刮束板进行热分析。采用基于NI平台的伺服电机控制系统,实现了刮束器的精密运动... 详细信息

针对ADS强流质子直线加速器注入器Ⅱ束诊系统对束流位置和剖面测量的要求,设计了可用于高真空的水冷精密双刀刮束器装置。依据束流特点设计了水冷装置,并对刮束板进行热分析。采用基于NI平台的伺服电机控制系统,实现了刮束器的精密运动控制。对刮束器进行现场测试,结果表明,该装置精度高,稳定性好,可完全满足设计要求。

关键词：强流质子直线加速器刮束器闭环控制热分析重复精度

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高功率环境下多丝靶设计及运行考虑

核技术 2024年第10期47卷 34-45页

作者：冯永春陈玉聪康新才李维龙唐凯赵祖龙赵铁成徐治国毛瑞士肖国青中国科学院近代物理研究所兰州730000 兰州大学兰州730000 兰州理工大学兰州730000 中国科学院大学北京100049

多丝靶被广泛用于束流截面测量,但是常常因为束流功率沉积导致丝被损坏。为了研究不同束流参数以及丝靶设计与丝上温度和丝变形之间的关联,开发了基于后向欧拉法的自适应步长多丝靶温度数值模拟程序,并在离子源平台上开展了由温度导致... 详细信息

多丝靶被广泛用于束流截面测量,但是常常因为束流功率沉积导致丝被损坏。为了研究不同束流参数以及丝靶设计与丝上温度和丝变形之间的关联,开发了基于后向欧拉法的自适应步长多丝靶温度数值模拟程序,并在离子源平台上开展了由温度导致的多丝靶变形实验。模拟和实验表明:在缺失恒定张力的情况下,温度是导致丝变形的主因。基于我们的模拟计算、实验验证以及操作经验,在丝温度低于1 300 K的情况下,拉丝采用锡焊固定的方式,其结构简单成本低;在高于1 300 K的情况下,采用弹簧张力的固定方式,可以提供恒定的张力,避免丝变形。

关键词：多丝靶温度模拟丝变形高功率加速器重离子治癌加速器强流重离子加速器装置