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OPTIMAL ALGORITHM FOR NO TOOl-RETRACTIONS CONTOUR-PARALLEL OFFSET TOOL-PATH LINKING 被引量:8
1
作者 HAO Yongtao JIANG Lili 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第2期21-25,共5页
A contour-parallel offset (CPO) tool-path linking algorithm is derived without toolretractions and with the largest practicability. The concept of "tool-path loop tree" (TPL-tree) providing the information on th... A contour-parallel offset (CPO) tool-path linking algorithm is derived without toolretractions and with the largest practicability. The concept of "tool-path loop tree" (TPL-tree) providing the information on the parent/child relationships among the tool-path loops (TPLs) is presented. The direction, tool-path loop, leaf/branch, layer number, and the corresponding points of the TPL-tree are introduced. By defining TPL as a vector, and by traveling throughout the tree, a CPO tool-path without tool-retractions can be derived. 展开更多
关键词 contour-parallel offset machining Tool-path loops Tool-path loop tree Optimal algorithm
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弧焊机器人针对V形坡口的焊接路径规划设计与仿真分析 被引量:3
2
作者 刘志诚 康辉民 +3 位作者 刘厚才 欧阳普仁 崔正杰 段良辉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期457-465,共9页
为解决弧焊机器人面向中厚板V形坡口的焊接变形难题,通过分析传统逐层逐道堆积焊接容易引起热量聚集而导致焊接变形的特性,采用V形截面投影轨迹、空间平行往复轨迹及空间轮廓偏置轨迹相结合的方法建立V形焊层,实现焊接过程热量的快速散... 为解决弧焊机器人面向中厚板V形坡口的焊接变形难题,通过分析传统逐层逐道堆积焊接容易引起热量聚集而导致焊接变形的特性,采用V形截面投影轨迹、空间平行往复轨迹及空间轮廓偏置轨迹相结合的方法建立V形焊层,实现焊接过程热量的快速散发。同时,在建立各轨迹方程解析式的基础上,应用Simufact Welding和MATLAB仿真软件对比分析了空间平行往复轨迹和空间轮廓偏置轨迹与传统逐层逐道焊的优缺点。为了进一步验证可行性,采用FANUC工业机器人进行试验。仿真和试验结果表明:以零件y、z轴方向的变形量为依据,空间平行往复轨迹和空间轮廓偏置轨迹都优于传统的逐层逐道焊接方法,且后者更优于前者。但空间平行往复轨迹在轨道变换过程中机器人末端执行器的空间位姿调整相对简单、引入误差少、控制精度高,更适合于坡口较窄、长度较短的情况;而空间轮廓偏置轨迹更适用于坡口较宽,长度较长的情况。 展开更多
关键词 V形坡口 空间平行往复轨迹 空间轮廓偏置轨迹 焊道堆积 路径规划
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基于三角网格曲面的环切粗加工刀轨生成算法 被引量:2
3
作者 孙殿柱 朱昌志 +1 位作者 崔传辉 田中朝 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期83-86,共4页
提出一种基于三角网格曲面的环切粗加工刀轨生成算法,该算法采用R*-tree建立三角网格曲面的动态空间索引结构,基于该结构快速建立三角网格模型的Z向包络面,采用R*-tree建立Z向包络面的索引结构,对切削平面与Z向包络面求交获取截面轮廓环... 提出一种基于三角网格曲面的环切粗加工刀轨生成算法,该算法采用R*-tree建立三角网格曲面的动态空间索引结构,基于该结构快速建立三角网格模型的Z向包络面,采用R*-tree建立Z向包络面的索引结构,对切削平面与Z向包络面求交获取截面轮廓环,判断截面轮廓环的环向,并依据轮廓环间的拓扑关系确定切削区域,通过对轮廓环进行等距偏置获取环切粗加工刀轨.实例证明:该算法对各类复杂三角网格曲面均可准确生成无干涉环切粗加工刀轨,并可实现模型的区域性加工. 展开更多
关键词 三角网格曲面 R*-tree Z向包络面 截面轮廓环 等距偏置 环切粗加工刀轨
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复杂型腔环切清角加工刀轨生成方法 被引量:8
4
作者 张鸣 刘伟军 李论 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2399-2404,共6页
针对环切轨迹中残留区域的问题,提出了一种简单有效的去除残留区域的轨迹生成方法。在该方法中,首先识别出轨迹中的尖角,然后通过匹配出轨迹中的尖角对来确定刀具无法加工的残留区域。在残留区域确定后,对于每一个尖角对,以子尖角的尖... 针对环切轨迹中残留区域的问题,提出了一种简单有效的去除残留区域的轨迹生成方法。在该方法中,首先识别出轨迹中的尖角,然后通过匹配出轨迹中的尖角对来确定刀具无法加工的残留区域。在残留区域确定后,对于每一个尖角对,以子尖角的尖点作为初始条件,计算该点的Frenet标架信息,并依据该信息预测出清角刀轨上下一点的近似位置。在获得近似位置后,依据一定精度对预测位置进行修正,得到该点的精确位置。迭代该过程,逐步生成清角加工轨迹,直到该点的中轴变换圆的半径等于刀具半径为止。仿真表明,该方法能够有效处理加工区域。 展开更多
关键词 环切加工 轨迹规划 尖角 数控加工 残留区域
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基于电弧熔丝增材制造的复合路径规划方法 被引量:8
5
作者 刘海华 高文强 +2 位作者 赵淘 韩亮 张文浩 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期53-60,共8页
电弧熔丝增材制造(WAAM)适用于具有复杂几何特征的大尺寸金属构件的快速成形,而合理的路径规划方法可以极大的提升构件的几何还原度和表面质量。本文分析了常用路径规划方法的优缺点,提出轮廓偏置路径和Z字形路径相结合的复合路径规划方... 电弧熔丝增材制造(WAAM)适用于具有复杂几何特征的大尺寸金属构件的快速成形,而合理的路径规划方法可以极大的提升构件的几何还原度和表面质量。本文分析了常用路径规划方法的优缺点,提出轮廓偏置路径和Z字形路径相结合的复合路径规划方法,并对轮廓偏置路径的偏置距离进行了优化。优化结果表明轮廓偏置路径可以提高构件轮廓的几何还原度,Z字形路径可以消除轮廓偏置路径几何中心易形成孔隙的缺陷,提高成形质量。利用数控弧焊增材制造系统进行实验验证,结果表明该复合路径规划方法对于多数大尺寸复杂结构件的成形路径规划具有很好的可行性和适用性。 展开更多
关键词 增材制造 复合路径规划方法 几何还原度 表面质量 轮廓偏置路径 Z字形路径
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熔丝沉积成形的混合路径填充算法及其G代码实现 被引量:8
6
作者 张鸿平 叶春生 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期123-127,共5页
对熔丝沉积快速成形技术的轮廓偏置填充算法和并行栅格扫描填充算法进行了研究,并在此基础上提出了基于轮廓偏置和并行栅格的混合路径填充算法。同时,在该算法中嵌入了起点终点内置方法,将起点与终点置于制件的内部,提高了制件表面质量... 对熔丝沉积快速成形技术的轮廓偏置填充算法和并行栅格扫描填充算法进行了研究,并在此基础上提出了基于轮廓偏置和并行栅格的混合路径填充算法。同时,在该算法中嵌入了起点终点内置方法,将起点与终点置于制件的内部,提高了制件表面质量。最后,在实现算法的同时增加了G代码转换模块,将该算法生成的路径直接转换成标准G代码,使FDM的数控部分与数据处理部分独立开来,为FDM控制系统的改进提供了方便的数据接口。 展开更多
关键词 混合路径 轮廓偏置 并行栅格 G代码
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复杂型腔环切拐角过渡刀轨生成技术 被引量:3
7
作者 雷伟军 程筱胜 +1 位作者 戴宁 郭保苏 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2178-2185,共8页
针对环切刀轨中存在的拐角及残区问题,提出采用三段式Clothiod曲线光滑拼接的方法进行过渡优化。首先,借鉴骨架线提取的原理判断拐角残区并提取出残区步长;然后,在残区步长的基础上,选取过渡控制点和初始插入点作为曲线过渡的特征点;最... 针对环切刀轨中存在的拐角及残区问题,提出采用三段式Clothiod曲线光滑拼接的方法进行过渡优化。首先,借鉴骨架线提取的原理判断拐角残区并提取出残区步长;然后,在残区步长的基础上,选取过渡控制点和初始插入点作为曲线过渡的特征点;最后,在特征点的约束下,将曲线和直线进行过渡连接,并保证过渡曲线的C2阶连续。仿真加工测试结果表明,该方法能有效切除环切拐角残余并实现刀轨的平稳过渡,同时能很好地缩短加工时间和提高整体的加工质量。 展开更多
关键词 环切拐角 轨迹规划 残区识别 clothoid过渡 数控系统
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基于自由区域的环切轨迹优化连接方法 被引量:5
8
作者 张鸣 刘伟军 卞宏友 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期468-473,共6页
为了解决环切轨迹的连接问题,提出一种简捷有效的环切刀具轨迹连接方法。在该方法中,为了有效管理轨迹环,构建了一种称之为区域树的树型数据结构。为了获取子轨迹,首先对区域树进行剖分以对轨迹环进行编组,进而利用轨迹环连接器对已编... 为了解决环切轨迹的连接问题,提出一种简捷有效的环切刀具轨迹连接方法。在该方法中,为了有效管理轨迹环,构建了一种称之为区域树的树型数据结构。为了获取子轨迹,首先对区域树进行剖分以对轨迹环进行编组,进而利用轨迹环连接器对已编组的轨迹环进行连接。在获得子轨迹后,利用在自由区域中搜索开槽点的方式,完成了对子轨迹的优化连接。最后用仿真实验验证了该方法的有效性,实验表明,该方法能在提高计算效率的基础上,显著减少退刀数,有时甚至没有退刀。 展开更多
关键词 环切加工 刀具轨迹连接 自由区域 区域树
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轮廓平移无跳刀连接刀路环树优化算法 被引量:3
9
作者 郝泳涛 蒋莉莉 李启炎 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期2530-2536,共7页
提出一个无跳刀的轮廓平移刀路轨迹优化算法.根据刀路环之间父环和子环关系,提出“刀路环树”的概念,将加工刀路的一次环切定义为一个“刀路环向量”,并将刀路环的各个属性定义为刀路环向量的分量.根据无跳刀轨迹的要求,针对刀路环树的... 提出一个无跳刀的轮廓平移刀路轨迹优化算法.根据刀路环之间父环和子环关系,提出“刀路环树”的概念,将加工刀路的一次环切定义为一个“刀路环向量”,并将刀路环的各个属性定义为刀路环向量的分量.根据无跳刀轨迹的要求,针对刀路环树的各个刀路环向量进行遍历,以获得了一个无跳刀的轮廓平移刀路轨迹算法,并通过与其他算法比较,证明该算法无跳刀、无重复切削,并且可以自动执行. 展开更多
关键词 轮廓平移切削 刀路环树 刀路环向量 优化算法
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基于曲线特征识别的分区填充算法的研究 被引量:1
10
作者 周祖德 蒋世齐 +1 位作者 张帆 陈飞 《武汉理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期65-72,共8页
路径填充是3D打印切片处理的关键步骤之一,合理的路径规划是保证成型质量及成型效率的基础。针对传统熔融沉积(Fused Deposition Modeling,FDM)成型工艺三维模型切片处理的直线填充和偏置填充存在较多跳转点而影响打印速度的问题,提出... 路径填充是3D打印切片处理的关键步骤之一,合理的路径规划是保证成型质量及成型效率的基础。针对传统熔融沉积(Fused Deposition Modeling,FDM)成型工艺三维模型切片处理的直线填充和偏置填充存在较多跳转点而影响打印速度的问题,提出基于轮廓曲线特征识别的等距螺旋偏置填充与直角填充相结合的分区填充算法。在等距偏置填充算法的基础上,对同区域偏置填充路径进行螺旋处理,实现同区域无跳转填充;同时对由多条小线段拟合而成的曲线轮廓线在填充前对填充层面进行基于长方形包围盒的曲线特征识别与区域划分,曲线区域用直角填充,直线区域用螺旋偏置填充。通过对含直线孔及曲线孔的实例模型测试与算法对比表明该算法切片处理生成的文件占用空间减小57.71%、切片时间缩短42.59%、打印时间缩短15.67%,进一步提升了3D打印的效率。 展开更多
关键词 FDM 3D打印机 跳转点 特征识别 等距螺旋偏置填充 直角填充 分区填充
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三角网格模型等高线刀具轨迹生成研究 被引量:1
11
作者 黄常标 江开勇 《机床与液压》 北大核心 2009年第12期1-4,111,共5页
提出了一种采用通用环形刀具对离散三角网格模型进行三坐标加工的等高线轨迹生成算法,算法包括三角网格模型的等距离偏置和水平面内的二维轨迹等距偏置。设计了基于面片的模型等距偏置方法,分析了凸边和凸点的特点并提出了保护轨迹的直... 提出了一种采用通用环形刀具对离散三角网格模型进行三坐标加工的等高线轨迹生成算法,算法包括三角网格模型的等距离偏置和水平面内的二维轨迹等距偏置。设计了基于面片的模型等距偏置方法,分析了凸边和凸点的特点并提出了保护轨迹的直线拟合生成算法。实例程序的运行证明,该算法稳定可靠、能快速有效地生成环形刀具的等高线轨迹。 展开更多
关键词 三角网格模型 环形刀具 等高线轨迹 两次偏置法
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等离子熔积制造CAM系统中的路径规划研究 被引量:1
12
作者 张海鸥 郭锟 王桂兰 《航空制造技术》 北大核心 2003年第7期58-61,共4页
介绍了新型直接快速制造金属原型的等离子熔积制造 (PDM )及其CAM系统 ;分析了在快速成形中使用的几种扫描路径 ,并比较了它们的优缺点 ;阐述了在PDM中采用的路径规划方式 ,分区折线、轮廓等距偏移和两者的复合方式 ,并说明了其路径的... 介绍了新型直接快速制造金属原型的等离子熔积制造 (PDM )及其CAM系统 ;分析了在快速成形中使用的几种扫描路径 ,并比较了它们的优缺点 ;阐述了在PDM中采用的路径规划方式 ,分区折线、轮廓等距偏移和两者的复合方式 ,并说明了其路径的生成方法。 展开更多
关键词 等离子熔积制造 CAM系统 路径规划 扫描路径 轮廓等距偏移 快速成形技术
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数控车削编程系统中轮廓等距生成算法研究
13
作者 张臣 周永良 +1 位作者 刘西卉 周来水 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第4期634-638,644,共6页
为实现数控车削刀具轨迹的生成,对数控车削编程系统中车削零件轮廓的等距进行了研究,针对车削零件轮廓多为不封闭轮廓的特点,提出了快速生成车削零件加工轮廓等距线的算法。算法首先对车削零件中要加工的轮廓进行分类,根据分类进行预处... 为实现数控车削刀具轨迹的生成,对数控车削编程系统中车削零件轮廓的等距进行了研究,针对车削零件轮廓多为不封闭轮廓的特点,提出了快速生成车削零件加工轮廓等距线的算法。算法首先对车削零件中要加工的轮廓进行分类,根据分类进行预处理,使其构成封闭轮廓,然后使用Voronoi图方法构造所形成封闭轮廓的等距环,最后由封闭轮廓的等距环中提取要加工轮廓的等距线,在等距线上生成车削刀具轨迹。在所开发的数控车削编程系统中集成了所提出的车削零件轮廓等距算法,实现了车削零件加工刀具轨迹生成,车削零件刀具轨迹生成实例表明所提出的轮廓等距算法的有效性。 展开更多
关键词 CAM 数控车削编程 刀具轨迹 轮廓等距 VORONOI图
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型腔环切加工的非均匀偏置算法
14
作者 单岩 王水来 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期485-487,共3页
提出用于型腔加工的一种新型刀轨计算方法——非均匀偏置算法。理论分析及实例计算均证明 ,在保证遍历加工区域的前提下非均匀偏置刀轨比传统的刀轨形式有更高的加工效率。
关键词 型腔加工 环切刀轨 非均匀偏置算法
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基于自适应轮廓骨架分区的电弧增材制造成形路径优化方法 被引量:3
15
作者 赵淘 闫朝阳 +2 位作者 蒋凡 肖珺 陈树君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期34-40,63,I0004,I0005,共10页
传统轮廓偏置路径规划方法具有较高几何还原度,适合电弧增材制造中等尺寸的复杂零件,但轮廓连续偏置过程中的退化现象易形成欠填充区域,进而导致缺陷,形成待优化区.针对上述问题,提出了基于布尔运算的待优化区域精确识别方法.将原始多... 传统轮廓偏置路径规划方法具有较高几何还原度,适合电弧增材制造中等尺寸的复杂零件,但轮廓连续偏置过程中的退化现象易形成欠填充区域,进而导致缺陷,形成待优化区.针对上述问题,提出了基于布尔运算的待优化区域精确识别方法.将原始多边形与经过正反两次等距偏置的回溯多边形进行布尔差运算,可获得需要优化的缺陷区域,将待优化区域过滤与合并,重新构建为骨架填充区.结合最小矩形框确定每个骨架填充区的最优填充方向并生成往复直线路径,最后将轮廓偏置路径重新分类分区连接为连续成形路径,并按照骨架填充区成形路径优先打印原则输出为机器代码.后续成形试验采用机器人电弧增材制造系统打印了螺旋桨零件,结果表明,零件成形尺寸达到预期,且表面不存在传统轮廓偏置法中的成形缺陷,证明文中方法具有较高的可行性与适用性.创新点:(1)提出了一种骨架填充方法来准确识别和过滤传统轮廓偏置法中的待优化区域.(2)基于布尔运算的待优化区域精确识别方法,既保留了传统方法的优点,又减少了起熄弧次数. 展开更多
关键词 电弧增材制造 轮廓偏置 布尔运算 缺陷识别 混合路径规划
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均匀偏置型腔加工残留区域分析 被引量:1
16
作者 马玉伟 安鲁陵 《机械制造与自动化》 2008年第2期37-38,42,共3页
模具型腔平面铣削加工过程中,第一次加工采用两倍刀具半径均匀偏置型腔轮廓得到粗加工刀轨,然后对加工后残留区域进行分析,在不换刀的情况下先对刀轨之间的残留区域进行补加工,再换半径较小的刀具对轮廓边界拐角和轮廓与岛屿之间残留区... 模具型腔平面铣削加工过程中,第一次加工采用两倍刀具半径均匀偏置型腔轮廓得到粗加工刀轨,然后对加工后残留区域进行分析,在不换刀的情况下先对刀轨之间的残留区域进行补加工,再换半径较小的刀具对轮廓边界拐角和轮廓与岛屿之间残留区域进行加工,生成加工刀轨。该方法大大提高了加工效率。 展开更多
关键词 型腔加工 均匀偏置 环切刀轨
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FDM成型技术中的扫描路径生成方法研究 被引量:3
17
作者 王建 张弓 +4 位作者 王卫军 梁松松 何文杰 李友浩 李均 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第1期107-110,共4页
针对FDM成型技术中扫描填充方法直接影响成型件的质量,比如翘曲变形问题,对FDM成型技术中的轮廓偏置扫描填充和Z字型扫描填充进行了研究分析,提出了轮廓偏置和Z字型的混合路径扫描填充方法。并且,在提出的算法中加入了把打印起点和打印... 针对FDM成型技术中扫描填充方法直接影响成型件的质量,比如翘曲变形问题,对FDM成型技术中的轮廓偏置扫描填充和Z字型扫描填充进行了研究分析,提出了轮廓偏置和Z字型的混合路径扫描填充方法。并且,在提出的算法中加入了把打印起点和打印终点置于打印模型内部的方法。通过打印测试,证明该方法可以提高成型件的质量。 展开更多
关键词 轮廓偏置扫描 Z字型扫描 混合路径扫描
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机器人电弧熔丝增材制造扫描路径生成算法研究 被引量:6
18
作者 邵坦 李轶峰 +3 位作者 吴强 胡泽启 邓庆文 武建祥 《热加工工艺》 北大核心 2019年第5期220-225,230,共7页
针对快速成型中目前已有层片扫描路径生成算法的不足,在轮廓偏置扫描路径填充算法和分区扫描路径填充算法的基础上提出一种改良的基于偏置轮廓特征的分区扫描路径填充算法。首先判断层片轮廓环的内外性质,以此为依据获取边界处的偏置轨... 针对快速成型中目前已有层片扫描路径生成算法的不足,在轮廓偏置扫描路径填充算法和分区扫描路径填充算法的基础上提出一种改良的基于偏置轮廓特征的分区扫描路径填充算法。首先判断层片轮廓环的内外性质,以此为依据获取边界处的偏置轨迹,并按分区扫描的方式得到偏置轮廓环内部待填充区域的轨迹,最终的成形路径中起停点明显减少且其中大多数扫描起点和终点位于制件内部。实验结果表明,在机器人电弧熔丝增材制造中,采用该算法的混合扫描方式可以有效改善成形质量,并在一定程度上提高成形效率。 展开更多
关键词 扫描路径 轮廓偏置 分区扫描 电弧熔丝增材制造 成形效率
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基于骨架偏置填充的3D打印分区扫描策略研究
19
作者 刘威 朱赖红 《计算机仿真》 北大核心 2020年第6期207-211,共5页
随着社会的发展,3D打印成为制造业发展的重点技术。3D打印技术不限制模型的结构和形状,打印时间短,使模型加工起来更加方便,因此3D打印技术应用的越来越广泛。3 D打印填充的算法会直接影响到模型的打印质量和打印效率。为了避免轮廓环... 随着社会的发展,3D打印成为制造业发展的重点技术。3D打印技术不限制模型的结构和形状,打印时间短,使模型加工起来更加方便,因此3D打印技术应用的越来越广泛。3 D打印填充的算法会直接影响到模型的打印质量和打印效率。为了避免轮廓环的自交,减少跳转点的数量,提高切片效率,提出一种基于骨架偏置填充的算法。通过将凹多边形分解为多个凸多边形,对模型的轮廓进行提取和分区,并对提取的数据进行优化处理,为骨架偏置填充提供数据依据。在骨架偏置填充数据的基础上得到轮廓线的偏置路径,对路径进行优化。实验结果表明,使用骨架偏置填充算法可以大大降低切片时间和打印时间,其分别降低了大约30%和9%,从而提高模型的3D打印效率和成型质量。 展开更多
关键词 三维打印 轮廓环 骨架偏置填充 轮廓提取 偏置路径
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基于FDM技术的Hilbert曲线路径优化算法
20
作者 葛啸 史廷春 +1 位作者 黄志鹏 岳秀艳 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第3期68-73,共6页
熔融沉积成型(fused deposition molding,FDM)的填充路径不连续,电机频繁停止极易导致翘曲变形。结合轮廓偏置法和空间填充曲线中的Hilbert曲线填充,提出了一种基于轮廓偏置与拟合Hilbert曲线的路径优化算法。该算法将Hilbert曲线进行三... 熔融沉积成型(fused deposition molding,FDM)的填充路径不连续,电机频繁停止极易导致翘曲变形。结合轮廓偏置法和空间填充曲线中的Hilbert曲线填充,提出了一种基于轮廓偏置与拟合Hilbert曲线的路径优化算法。该算法将Hilbert曲线进行三次B样条曲线拟合,降低了打印过程中电机变化率,减少了电机停止次数,进而减少打印件的翘曲变形,提高打印件精度。通过实验验证,模型平均最大翘曲量减少了60.70%,总平均翘曲量减少了62.26%。 展开更多
关键词 B样条曲线 路径填充 轮廓偏置 G代码
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