CAGD中矢量點(diǎn)與直線課件

CAGD中矢量、點(diǎn)與直兩點(diǎn)連線的數(shù)學(xué)表示?

兩點(diǎn)之間的線性插值?

一般形式Frenet活動(dòng)標(biāo)架?

將曲線在一點(diǎn)處的三個(gè)單位矢量用來(lái)作為坐標(biāo)軸方向的基矢量，則在該點(diǎn)處構(gòu)成一個(gè)局部坐標(biāo)系。當(dāng)參數(shù)連續(xù)變化時(shí)，該坐標(biāo)系就連續(xù)發(fā)生平移和旋轉(zhuǎn)，成為曲線上的一個(gè)活動(dòng)坐標(biāo)系，稱為Frenet活動(dòng)標(biāo)架。?

有了活動(dòng)標(biāo)架，則曲線在任一點(diǎn)處臨近的幾何行為或幾何性質(zhì)就可以在該點(diǎn)處的活動(dòng)標(biāo)架內(nèi)考察，該點(diǎn)處的任一個(gè)矢量就可表示成活動(dòng)標(biāo)架上三個(gè)基矢量的線性組合。曲面的參數(shù)化?

曲面上一點(diǎn)的u線與v線?

曲面的u向切矢與v向切矢?

曲面上一點(diǎn)的單位法矢?

曲面的等距面曲線曲面的幾何不變性?

概念?

曲線曲面的數(shù)學(xué)表示及其所表達(dá)的形狀不依賴于坐標(biāo)系?

規(guī)范基表示具有幾何不變性，僅需將原表示中的系數(shù)矢量作相同的坐標(biāo)變換即可獲得變換后的曲線與曲面?

部分規(guī)范基表示具有幾何不變性，需將原表示中的絕對(duì)系數(shù)矢量作相同的坐標(biāo)變換，而相對(duì)矢量?jī)H作旋轉(zhuǎn)變換?

非規(guī)范基不具有幾何不變性對(duì)非規(guī)范基表示的規(guī)范化處理在非規(guī)范基表示中加入零矢量，該項(xiàng)的基函數(shù)取為與其它所有基函數(shù)和為1則成為規(guī)范基表示；如取為與其它部分基函數(shù)和為1則成為部分規(guī)范基表示。二維圖形幾何變換?圖形幾何變換將幾何圖形按照某種法則或規(guī)律變換成另一種幾何圖形的過(guò)程?二維圖形幾何變換有平移、比例、旋轉(zhuǎn)、錯(cuò)切、反射等幾種。二維圖形由點(diǎn)或由直線段組成，其中直線段則由其端點(diǎn)坐標(biāo)定義，對(duì)它進(jìn)行幾何變換可歸結(jié)為對(duì)點(diǎn)或?qū)χ本€段端點(diǎn)的變換。數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)?

控制介質(zhì)?

數(shù)控裝置?

伺服系統(tǒng)?

開(kāi)環(huán)系統(tǒng)?

閉環(huán)系統(tǒng)?

機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床的分類?

按機(jī)床運(yùn)動(dòng)軌跡?

點(diǎn)位控制機(jī)床?

點(diǎn)位直線控制機(jī)床?

輪廓控制機(jī)床?

兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)?

三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)?

四坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床?

五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床?

數(shù)控加工中心?

按機(jī)床插補(bǔ)方式?

一次插補(bǔ)?

二次插補(bǔ)點(diǎn)位控制機(jī)床這類機(jī)床的數(shù)控裝置只能控制刀具從一個(gè)位置精確地移動(dòng)到另一個(gè)位置，在移動(dòng)過(guò)程中不作任何加工。至于兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和軌跡，并不影響工件的加工質(zhì)量，只影響生產(chǎn)率。這類機(jī)床有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖孔床等。數(shù)控鉆鉚床也屬于點(diǎn)位控制機(jī)床。3.1數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理數(shù)控機(jī)床利用數(shù)字指令來(lái)操縱機(jī)床的各種動(dòng)作。工件的加工內(nèi)容、尺寸和操作步驟等用數(shù)字代碼表示，通過(guò)控制介質(zhì)輸入機(jī)床的控制機(jī)中，由后者加以運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換成各種信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，自動(dòng)加工出工件來(lái)。數(shù)控機(jī)床的工作原理數(shù)控機(jī)床由普通機(jī)床演變而來(lái)，它的控制采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制方式，它各個(gè)坐標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)均采用單獨(dú)的伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，取代了普通機(jī)床上聯(lián)系各坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜齒輪傳動(dòng)鏈。3．?dāng)?shù)控車床?數(shù)控車床是目前使用較廣泛的數(shù)控機(jī)床?之一，主要用在加工軸類和盤類回轉(zhuǎn)體?零件的內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋?面，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸等工作。?數(shù)控車床的主軸作主運(yùn)動(dòng)，刀架作縱、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。?普通數(shù)控車床的主軸是臥式(即水平方向)的，刀架運(yùn)動(dòng)的縱方向即為Z方向，刀架的橫向(即工件的徑向)即為X方向，當(dāng)?shù)都苎豘向和X向協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可形成各種復(fù)雜的平面曲線，以這條曲線繞軸線回轉(zhuǎn)時(shí)，可形成各種復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體。一般數(shù)控車床只需要兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。選擇走刀路線走刀路線是指數(shù)控加工中刀位點(diǎn)相對(duì)于被加工工件的運(yùn)動(dòng)軌跡。確定走刀路線的原則是：保證零件的加工精度和光潔度；方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量；縮短走刀路線，減少空程；盡量減少程序段數(shù)。選擇走刀路線?

方案a優(yōu)點(diǎn)是便于加工后檢驗(yàn)翼型的精度?

方案b的優(yōu)點(diǎn)是每次按直線走刀，刀位點(diǎn)計(jì)算簡(jiǎn)單，程序短；加工過(guò)程符合直紋面的形成規(guī)律，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。?

方案c為環(huán)切法，一般用于加工內(nèi)槽。在加工螺旋槳葉片時(shí)，采用由里到外的環(huán)切，刀具切削部位受毛坯剛性邊框的支持，有利于減少工件在加工中的變形。脈沖當(dāng)量數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出一個(gè)脈沖指令后，經(jīng)伺服系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、放大、反饋后推動(dòng)數(shù)控機(jī)床上的工件(或刀具)實(shí)際移動(dòng)的位移量叫做數(shù)控機(jī)床的最小設(shè)定單位，又稱最小指令增量或脈沖當(dāng)量。簡(jiǎn)言之即為每個(gè)脈沖信號(hào)所產(chǎn)生的機(jī)床移動(dòng)部件的位移量稱為脈沖當(dāng)量。常用的脈沖當(dāng)量為0.01mm／脈沖、0.005mm／脈沖以及0.001mm／脈沖，視不同檔次的機(jī)床而選定。2．工藝處理?

刀具、工夾具的設(shè)計(jì)和選擇。數(shù)控加工用刀具由加工方法、切削用量及其他與加工有關(guān)的因素確定。數(shù)控加工一般不需要專用的復(fù)雜的夾具，在設(shè)計(jì)和選擇夾具時(shí)，應(yīng)特別注意要迅速完成工件的定位和夾緊過(guò)程，以減少輔助時(shí)間。此外，所用夾具應(yīng)便于安裝，便于協(xié)調(diào)工件和機(jī)床坐標(biāo)系間的尺寸關(guān)系。飛機(jī)整體壁板類零件常用組合式真空平臺(tái)裝夾，優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作快，工件夾持均勻，加工部件開(kāi)敞。?

選擇對(duì)刀點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)是程序執(zhí)行的起點(diǎn)。對(duì)刀點(diǎn)的選擇原則是：所選對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)使程序編制簡(jiǎn)單；對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)選在容易找正、并在加工過(guò)程中便于檢查的位置；引起的加工誤差小?

確定加工路線。盡量縮短走刀路線，減少空走刀行程，提高生產(chǎn)率；保證加工零件的精度和表面粗糙度的要求；有利于簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算，減少程序段的數(shù)目和編程工作量。?

確定切削用量。切削用量的具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)數(shù)控機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)的規(guī)定、被加工工件材料、加工工序以及其他工藝要求，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。第三節(jié)

G指令編程應(yīng)用與舉例坐標(biāo)系設(shè)定絕對(duì)坐標(biāo)編程相對(duì)坐標(biāo)編程

XO工Y為零件坐標(biāo)系，XO機(jī)Y為機(jī)床坐標(biāo)系。兩個(gè)坐標(biāo)系的關(guān)系，就是零件在機(jī)床上的安裝關(guān)系。程序結(jié)束例：e=3，存儲(chǔ)地址為D01，即D01中存入的值為“+3”，按相對(duì)坐標(biāo)編程的加工程序例：銑削加工手工編程舉例例：銑削加工手工編程舉例CAPP的發(fā)展?fàn)顩rCAPP是CAD與CAM的中間環(huán)節(jié)。CAD與CAM都是從50年代開(kāi)始發(fā)展的，且都已達(dá)到相當(dāng)水平，但CAPP相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較年輕，且涉及因素極多，其中不確定因素又占很大比重，因而CAPP已成為發(fā)展計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的關(guān)鍵。所以，從70年代起，CAPP日益受到世界各工業(yè)國(guó)家的重視，被不少國(guó)家列為重點(diǎn)研究課題之一。CAPP的發(fā)展?fàn)顩r通過(guò)20多年來(lái)的努力，CAPP發(fā)展到今天，已研制出為數(shù)不少的系統(tǒng)。依系統(tǒng)工作方式看，從變異式(Variant)、創(chuàng)成式(Generative)到專家系統(tǒng)，系統(tǒng)水平逐次提高。到目前為止，變異式系統(tǒng)較為成熟，在不少企業(yè)中得到實(shí)際應(yīng)用。其缺點(diǎn)是不能擺脫對(duì)個(gè)人知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的依賴，因而后來(lái)又發(fā)展創(chuàng)成式系統(tǒng)。但由于創(chuàng)成式系統(tǒng)在技術(shù)上難度較大，至今能在生產(chǎn)中應(yīng)用的很少，多數(shù)處于方法研究階段，所以事實(shí)上形成了一種變異式和創(chuàng)成式相結(jié)合的半創(chuàng)成式系統(tǒng)。進(jìn)入80年代后，以應(yīng)用人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的CAPP系統(tǒng)受到廣泛重視。由于工藝過(guò)程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極其細(xì)致而復(fù)雜的工作，需考慮多方面的綜合因素，如制造對(duì)象的結(jié)構(gòu)、材料、技術(shù)要求、產(chǎn)量、生產(chǎn)進(jìn)度、工廠資源、環(huán)境、甚至傳統(tǒng)習(xí)慣等，故CAPP專家系統(tǒng)僅取得了局部性的應(yīng)用成果。零件信息的輸入計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)的目的是制定零件的制造過(guò)程。即用計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成零件的工藝路線，并給定每道工序的實(shí)施細(xì)節(jié)，為此必須首先輸入零件信息。零件信息包括零件的形狀、尺寸、公差、表面粗糙度、熱處理及其他有關(guān)信息。零件信息的輸入方法包括：代碼描述法特征描述法直接從CAD系統(tǒng)中讀取代碼描述法工程圖上所描述的零件提供了待加工零件的全部信息，但在許多決策過(guò)程中，如確定零件的加工路線時(shí)，只需某些加工特征信息就可以了。成組技術(shù)(GroupTechnology)就是適用于這個(gè)目的的一種工具。利用成組技術(shù)編碼來(lái)描述一個(gè)零件，可以在宏觀上描述一個(gè)零件的加工特征，從而確定其合理的加工路線。OPITZ系統(tǒng)使用9位十進(jìn)制混合代碼描述一個(gè)零件，前5位數(shù)字用以表示零件的幾何形狀，稱為形狀代碼，分別代表零件類別、主要形狀、回轉(zhuǎn)面加工、平面加工、輔助孔加工，后4位數(shù)字稱為輔助代碼，分別代表零件的主要尺寸、材料類型、毛坯和加工精度?；剞D(zhuǎn)體零件非回轉(zhuǎn)體零件變異式系統(tǒng)工作過(guò)程?準(zhǔn)備階段?使用階段?

按現(xiàn)有的零件進(jìn)行編碼分類，把它們劃分為零件族。?

對(duì)每個(gè)零件族編制該族的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程。標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程代表本族零件的工藝過(guò)程，但并不是族內(nèi)某一具體零件的工藝過(guò)程，即設(shè)想存在一個(gè)虛構(gòu)的綜合零件或標(biāo)準(zhǔn)零件，它具有族內(nèi)零件所有的工藝特征，標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程就是按照這個(gè)虛構(gòu)的綜合零件或標(biāo)準(zhǔn)零件設(shè)計(jì)出來(lái)的；?

把零件族矩陣與標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程存入數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)文件中，并確定在使用時(shí)進(jìn)行檢索、篩選及編輯等工作。準(zhǔn)備階段變異式系統(tǒng)的工作過(guò)程－使用階段1.按照已選定的分類編碼系統(tǒng)，給待加工零件編碼；2.將代碼輸入計(jì)算機(jī)，以判斷待編零件是否包括在準(zhǔn)備階段的零件族內(nèi)，如在已有的零件族內(nèi)，則調(diào)出該零件族的標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程；3.用戶對(duì)已選出的工藝規(guī)程進(jìn)行編輯，并輸出工藝規(guī)程；4.將編好的工藝規(guī)程存貯起來(lái)；5.輸出工序圖。測(cè)量機(jī)的精度測(cè)量機(jī)的最小尺寸分辨率常見(jiàn)的有1、2、10、50微米幾級(jí)。其分辨率愈高，測(cè)量精度也愈高。測(cè)量機(jī)精度的表示方法主要有以下三種:測(cè)量機(jī)精度

測(cè)量機(jī)本身的精度，不包括測(cè)量頭，被測(cè)工件本身定位表面的狀況及溫度等對(duì)誤差的影響。重復(fù)精度

測(cè)量機(jī)重復(fù)測(cè)量其一尺寸時(shí)測(cè)量結(jié)果的變動(dòng)范圍。示值精度

測(cè)量機(jī)測(cè)量任何已知尺寸所得結(jié)果的誤差范圍。它反映了測(cè)量機(jī)精度和重復(fù)精度的綜合效應(yīng)。導(dǎo)軌導(dǎo)軌是測(cè)量機(jī)的導(dǎo)向裝置，直接影響測(cè)量機(jī)的精度，因而要求其具有較高的直線性精度。在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上使用的導(dǎo)軌有滑動(dòng)導(dǎo)軌、滾動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，但常用的為滑動(dòng)導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌應(yīng)用較少，因?yàn)闈L動(dòng)導(dǎo)軌的耐磨性較差，剛度也較滑動(dòng)導(dǎo)軌低。在早期的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中，許多機(jī)型采用的是滑動(dòng)導(dǎo)軌?；瑒?dòng)導(dǎo)軌精度高，承載能力強(qiáng)，但摩擦阻力大，易磨損，低速運(yùn)行時(shí)易產(chǎn)生爬行，也不易在高速下運(yùn)行，有逐步被氣浮導(dǎo)軌取代的趨勢(shì)。目前，多數(shù)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已采用空氣靜壓導(dǎo)軌（又稱為氣浮導(dǎo)軌、氣墊導(dǎo)軌），它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如制造簡(jiǎn)單、精度高、摩擦力極小、工作平穩(wěn)等。卡板設(shè)計(jì)卡板是外形定位、夾緊件，由卡板本體、卡板端頭以及其他附件裝配而成組合件?？ò逡话愣荚谏?、下端頭用軸銷固定在叉形接頭上，叉形接頭與型架骨架連接；有些長(zhǎng)度不大的卡板，采取懸掛式固定，稱為半卡板?？ò錍AD要涉及理論圖生成、三維實(shí)體造型、二維繪圖、型架骨架、數(shù)控加工、型架標(biāo)準(zhǔn)件、數(shù)據(jù)管理等模塊，其核心部分是參數(shù)化設(shè)計(jì)。CAD/CAM在飛機(jī)制造中的應(yīng)用?

在計(jì)算機(jī)內(nèi)建立飛機(jī)的外形數(shù)學(xué)模型

由于在計(jì)算機(jī)內(nèi)已建立完整的飛機(jī)數(shù)學(xué)模型，理論模線在原則上可以不畫(huà)。用計(jì)算機(jī)建立的數(shù)學(xué)模型顯著提高了外形準(zhǔn)確度。生產(chǎn)準(zhǔn)備中所需的外形數(shù)據(jù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)直接提取，大大提高了工作效率。?

在計(jì)算機(jī)上繪制結(jié)構(gòu)模線

繪制的結(jié)構(gòu)模線可通過(guò)繪圖機(jī)以1:1比例繪制在透明膠板上，當(dāng)需要加工樣板或制造工藝裝備時(shí)，可按結(jié)構(gòu)模線直接復(fù)制在樣板毛胚或工藝裝備的底板上，直接按結(jié)構(gòu)模線上的