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面向三维实体的多轴数控锯切粗加工优化研究

面向三维实体的多轴数控锯切粗加工优化研究

作者：钱平华侨大学

学位级别：硕士

粗加工阶段是石材制品生产过程中的一个重要环节。为提高三维石材的粗加工效率,充分利用多轴数控加工技术和金刚石圆锯片的优势,本文以三维实体描述的异型石材为粗加工目标,采用金刚石圆锯片为开粗加工刀具,基于五轴数控加工,在提高粗... 详细信息

粗加工阶段是石材制品生产过程中的一个重要环节。为提高三维石材的粗加工效率,充分利用多轴数控加工技术和金刚石圆锯片的优势,本文以三维实体描述的异型石材为粗加工目标,采用金刚石圆锯片为开粗加工刀具,基于五轴数控加工,在提高粗加工效率的材料去除规划、锯切加工时间优化,圆锯片的五轴锯切仿真系统建立等问题上展开研究。首先,研究了以STL图形交换文件描述的三维实体的数据信息获取方法、圆锯片的几何特性及加工方式及石材去除机理。针对大块锯切方式的特点提出一种基于边界表示法的工件模型,并建立其数据结构,用于提高锯切粗加工过程中刀具与工件的求交快速性与工件模型动态数据管理。随后,在分析圆锯片传统锯切方法的基础上,根据材料去除深度与材料去除量的关系,结合圆锯片大切割深度的特点,提出了三维异型石材粗加工材料去除规划策略。针对凸体异型石材的材料去除规划,策略基于工件顶点与三维异型加工目标表面轮廓点,搜索材料去除最大深度对应的特征工件顶点和特征切削点,并通过八叉树算法提高搜索效率。根据特征工件顶点和特征切削点,构建用于确定圆锯片姿态的锯切参考平面。通过二叉空间分割算法判断锯切过程中工件去除部分,并提出锯切求交算法用于计算锯切后工件的几何顶点,用于工件更新和重构。分析工件去除体的空间几何特性,应用空间凸多面体的体积计算公式求取每次锯切的材料去除量。对于复杂凹体异型石材的锯切粗加工材料去除规划,首先采用凹体凸化的思想将加工目标模型进行简化处理,提出相应的凸多面体算法用于模型简化,并给出对应的锯切参考平面规划。继而,在圆锯片沿锯切参考平面加工的基础上,分析并建立锯切加工时间模型,采用优化锯切进给方向的方法对加工时间进行优化。通过分析锯切截交面多边形的空间几何性质,提出三维空间凸多边形的最小跨度定义,确定最优锯切进给方向和最短锯切进给行程。并结合一刀切透的加工方式,提出锯切加工路径生成方法。最后,在Vericut仿真加工软件环境中搭建带圆盘锯片的BC双摆动五轴数控机床模型,根据数控机床的结构特性和本文规划的锯切加工路径,通过机床运动学变换将锯切加工路径包含的刀位点数据转换成机床各轴运动坐标数据,并根据数控加工代码编写规则,将指令与数据融合生成数控G代码。针对Vericut中锯切后工件材料去除部分不剥落现象,提出一种沿锯切参考平面法向退刀的方法生成退刀路径,使Vericut实现大块锯切显示效果。通过对典型石材制品路障球仿真加工,对比规划层在MATLAB中仿真结果和实现层在Vericut中的锯切加工效果,验证了提出本文粗加工材料去除规划策略的高效性和可行性。

关键词：粗加工三维实体金刚石圆锯片材料去除规划 Vericut锯切仿真

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三维实体软件在“机械制图”教学中的应用

科技创新与生产力 2016年第10期 56-58页

作者：刘晓凰太原理工大学山西太原030024

对现阶段技工学校"机械制图"教学的现状及存在的难点问题进行分析,通过了解国内外三维实体软件的应用和推广,将三维实体软件应用于实际的教学中,可有效地培养学生的空间思维能力,激发学生的学习兴趣,提高学生的识图、绘图能力,为社会培... 详细信息

对现阶段技工学校"机械制图"教学的现状及存在的难点问题进行分析,通过了解国内外三维实体软件的应用和推广,将三维实体软件应用于实际的教学中,可有效地培养学生的空间思维能力,激发学生的学习兴趣,提高学生的识图、绘图能力,为社会培养适应工作岗位的合格人才。

关键词：教学应用三维实体机械制图

基于WebGL的三维实体语义标注系统的设计与实现

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基于WebGL的三维实体语义标注系统的设计与实现

作者：胡国庆山东师范大学

学位级别：硕士

随着多媒体技术的不断发展,网页中元素形式呈现多样化趋势。近年来,在WebGL标准的辅助下,3D模型和场景不再依赖任何第三方插件就可以流畅的渲染到浏览器中。通过标准的、跨平台的WebGL接口在浏览器中实现三维实体语义标注来替代传统的... 详细信息

随着多媒体技术的不断发展,网页中元素形式呈现多样化趋势。近年来,在WebGL标准的辅助下,3D模型和场景不再依赖任何第三方插件就可以流畅的渲染到浏览器中。通过标准的、跨平台的WebGL接口在浏览器中实现三维实体语义标注来替代传统的二维绘图软件标注显得十分必要。本文基于WebGL标准对三维实体语义标注系统进行设计与实现。描述了系统的需求分析、系统总体设计及数据设计、系统详细设计及系统的实现与测试等内容。首先从功能性需求与非功能性需求两个方面对系统进行分析,并确定了系统的六大功能模块。在总体设计阶段明确提出模块化、B/S结构、组件化的设计原则,确定了系统设计的总体框架,采用功能架构图对系统功能进行展示。对系统涉及到的内容进行建模分析并绘制E-R图来展示实体间的联系。详细设计时从系统的六大功能模块着手,将各模块再按照功能进行划分,对每个功能点的实现函数进行详细设计。系统实现部分围绕主要功能模块的核心代码展示及效果截图的方式展开,最后对系统进行了全面的测试并针对测试问题进行完善。通过全面的分析、详细的设计及不断的完善,最终设计出三维实体语义标注系统。本开发主要实现三维实体语义标注系统的用户管理、实体文件上传、语义标注、文件共享、文件汇总、微信接入六大功能模块。系统设计中采用Vue的组件化开发,实现了数据的绑定,极大提高了代码复用和开发效率。对于频繁请求的文件使用redis做数据缓存,减少请求次数与请求响应时间。利用H5的离线存储机制,使用户在离线状态下可继续操作,在有网络链接的情况下再将这些操作进行提交保存。为使系统更具通用性与实用性,系统完全兼容web端与手持设备端,在微信公众号下可同样使用。系统实现的语义化的标注强化了用户对实体文件的理解;在线的标注模式大大节省了文件存储空间,让用户随时随地可操作;利用语义化的标注内容可进一步优化系统内文件的检索。目前,实现的三维实体语义标注系统已经得到很好的应用,既方便了用户的学习与交流,又节省了用户本地存储空间。

关键词：语义标注 WebGL 三维实体 B/S

AutoCAD三维实体转二维视图方法的研讨

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辽宁科技学院学报 2021年第3期23卷 25-27页

作者：韩希国辽宁科技学院机械工程学院辽宁本溪117004

基于Auto LISP、Visual LISP、Dialog Control Language等程序语言,并结合AutoCAD中的flatshot命令,开发将三维实体快速生成二维视图的AutoCAD插件,为创建工程图提供了极大便利。文章重点论述了程序设计的主要方法和步骤。

关键词： AutoCAD LISP 插件三维实体二维视图

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三维实体曲面造型技术的研究及软件开发

三维实体曲面造型技术的研究及软件开发

作者：胡国玺大连理工大学

学位级别：硕士

CAD/CAM技术起源于航空工业，由于飞机外形复杂含有大量的自由曲面，所以CAD/CAM技术从一开始就与自由曲线曲面造型紧密联系在一起。至今，曲线曲面造型模块仍是CAD/CAM系统的最关键部分之一。自由曲线曲面造型技术不仅能够描述初等解... 详细信息

CAD/CAM技术起源于航空工业，由于飞机外形复杂含有大量的自由曲面，所以CAD/CAM技术从一开始就与自由曲线曲面造型紧密联系在一起。至今，曲线曲面造型模块仍是CAD/CAM系统的最关键部分之一。自由曲线曲面造型技术不仅能够描述初等解析曲面，而且可以准确表达以复杂方式自由变化存在的曲线曲面即所谓的自由型曲线曲面。而这一类曲线曲面是不能单纯地用画法几何与机械制图表示清楚的。此外，通过计算机执行计算和处理建立的自由曲线曲面的数学模型，可以计算出曲线曲面上大量的点及其它信息，为后置处理如数控加工、物性计算、有限元分析等提供必要的先决条件。调整曲线曲面的局部与整体几何特征，还可以使显示与交互修改工作几乎同时进行。自由曲线曲面在计算机上的实现摆脱了传统的模线样板法，减少了设计制造周期，提高了制造精度，使互换协调性更好，适应了现代航空、汽车、机械等工业的发展。本课题是以开发功能完善、高效可靠、符合我国工程设计人员习惯的三维CAD实体造型设计软件为目的。在三维软件JhSolid系统框架的基础上，采用面向对象的方法，综合运用了计算机辅助几何的数学理论、图形学、计算机科学和Parasolid提供的核心函数，开发并实现了空间曲线曲面的造型功能。具体开发的功能有：平面NURBS曲线的生成与编辑、空间B样条曲线的生成与编辑、空间自由曲面的生成与编辑。在课题开发过程中，自由曲线的生成与编辑部分重点解决了NURBS曲线的生成及编辑算法在系统框架上的实现，而NURBS曲线被定义为现行工业产品数据交换的国际标准。在系统框架上运用的曲线算法如：生成NURBS曲线的德卡斯特里奥算法，求取两曲线交点的矩形包围盒算法，通过权因子精调曲线的算法等。曲面生成部分主要解决了定义在四角域上的自由曲面的生成功能，并重点研究了三角域自由曲面的生成方法，开发了蒙皮曲面设置变异点法，并探索开发了三边贝齐尔曲面和三角曲面的HCT剖分。曲面编辑部分，将实体生成与利用曲面编辑实体两者结合使用是其引入的开发思想，它充分挖掘并组合运用了Parasolid内核函数提供的基本功能和曲线曲面造型技术成熟、灵活的优势。自由曲线曲面的生成及编辑功能经过程序编制、调试和测试，已验证了其方法的正确性与实用性。

关键词：三维实体自由曲线自由曲面 CAD NURBS

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三维实体模具设计数据量优化研究

CAD/CAM与制造业信息化 2011年第11期 39-41页

作者：刘会霞于涛焦子梅福田雷沃国际重工股份有限公司山东潍坊福田模具有限责任公司

一、引言长期以来国内的汽车模具企业在设计和加工制造中都是采用二维图样的形式，二维图样尺寸完整，适合于传统的汽车模具生产。但二维图样存在线条尺寸多、设计工作量大、复杂模具表达不直观、隐藏的干涉多以及对工人识图要求高等问... 详细信息

一、引言长期以来国内的汽车模具企业在设计和加工制造中都是采用二维图样的形式，二维图样尺寸完整，适合于传统的汽车模具生产。但二维图样存在线条尺寸多、设计工作量大、复杂模具表达不直观、隐藏的干涉多以及对工人识图要求高等问题。随着中国汽车行业的快速发展，

关键词：模具设计三维实体数据量优化汽车行业加工制造模具企业模具生产

虚拟仿真中二维圆形区域与三维实体的融合显示

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系统仿真学报 2005年第12期17卷 3091-3094页

作者：杨平利高有行王建国黄少华西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071 西北核技术研究所五室陕西西安710024

针对虚拟仿真应用程序开发中的二维圆形区域与三维实体模型的融合显示问题,提出了一种简便的解决方案,即用聚光光源产生的光斑来模拟二维圆形区域在三维目标模型上的影印效果。文中阐述了方法的应用背景,实现的具体算法,描述了在Vega开... 详细信息

针对虚拟仿真应用程序开发中的二维圆形区域与三维实体模型的融合显示问题,提出了一种简便的解决方案,即用聚光光源产生的光斑来模拟二维圆形区域在三维目标模型上的影印效果。文中阐述了方法的应用背景,实现的具体算法,描述了在Vega开发环境下实现此方案的详细步骤和具体方法。用此方法实现二维圆形区域与三维实体的融合显示不仅具有实现方便、效果自然的特点,而且算法简单,实现速度快,可以满足虚拟仿真的实时性要求。

关键词：虚拟仿真三维实体圆形区域融合显示

三维实体造型技术在装载机工作装置设计中的应用

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矿山机械 2005年第6期33卷 32-33页

作者：杨卫平舒嵘江西南昌航空工业学院机械系江西南昌330034

以CYE2-1装载机为例,在三维实体设计软件SolidWorks平台上,用其内嵌的VBA编程语言为开发工具,就如何进行三维实体的装载机工作装置构件运动仿真设计,作了较为详细的论述。

关键词：实体造型技术装置设计装载机三维实体应用局部信息设计对象空间形状机械产品投影方法二维视图技术人员工艺设计三维转换思维过程设计过程二维图纸设计者计算机中长期恢复加工表达

一种从器件三维实体到工艺版图的MEMS CAD技术

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中国机械工程 2008年第1期19卷 80-84,98页

作者：徐景辉苑伟政谢建兵常洪龙西北工业大学西安710072

研究了标准三维实体文件和版图文件的格式,在此基础上提出了一种在MEMS CAD中从三维实体到工艺版图的转换方法,实现了直接基于文件到文件的三维实体到工艺版图的转换,使用C++语言开发了相应的转换接口。通过典型MEMS器件---微机械加速... 详细信息

研究了标准三维实体文件和版图文件的格式,在此基础上提出了一种在MEMS CAD中从三维实体到工艺版图的转换方法,实现了直接基于文件到文件的三维实体到工艺版图的转换,使用C++语言开发了相应的转换接口。通过典型MEMS器件---微机械加速度计和微机械陀螺的多种结构,验证了三维实体到二维版图转换的可行性与效率。结果表明,这种转换方法切实可行,且效率较高,为实现MEMS自顶向下与基于任意流程的设计方法、简化版图绘制、提高设计效率提供了一种有效的途径。

关键词： MEMS CAD 三维实体版图接口