基于牙齿特征数控加工刀轨优化算法的研究的研究和实现的论文

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchanOptimizationAlgorithmforToolPathGenerationofDentalRestorationBasedonFeatureAThesisinAerospaceManufacturingEngineeringbyHANHOUNIANAdvisedbyProf.ChengX

2、iaoshengSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2012承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要离散曲面及其数控加工技术一直是国内外学者研究的热点，并广泛应用于航空、航天、造船、汽车以及生物医学等领域。论文以国家科技支撑计划项目为依托，以口腔修复CAD/CAM系统开发为背景，对基于牙齿特征的数控加工刀轨优化算法开展研究与应用。论文的主要工作和成果如下：（1）针对给定的非凸区域加工范围的口腔修复体的行切走刀方式具有跳刀频繁问题，本文提出了基于二维平面规划的导动曲线生成算法。通过建立交点与加工区域

4、边界的拓扑连接关系，根据对应关系按照一定的原则连接交点以及区域的边界点从而构建出连续的较少跳刀的导动曲线。最终生成刀具轨迹的跳刀次数与导动曲线的跳刀次数一致，能显著减少跳刀次数，提高加工效率。（2）针对实际加工过程中出现的机床频繁振动以及过切量大的问题，本文分别提出了刀具轨迹连接优化算法和基于精度模型的优化算法。在刀具轨迹连接处采用三圆弧组成的空间圆弧过渡，使其光滑过渡以减少机床振动对牙齿加工质量的影响；通过首末刀位点，迭代计算出牙齿最大轮廓上的近似交点，保留了更多的牙齿特征，能显著减少过切量。（3）基于机器翻译的方法研发

5、了NC文件的翻译模块，能够完全保证数控操作与NC程序的符合性。采用VERICUT建立了口腔修复体专用机床的虚拟机床，实现了由本文生成的牙齿修复体的刀具轨迹双面加工模拟，验证了本文计算生成的牙齿修复体的刀轨的正确性。关键词：导动曲线，牙齿修复体，刀具轨迹，刀轨优化，CAMI基于牙齿特征的数控加工刀轨优化算法研究与实现ABSTRACTDiscretesurfaceandCNCmachiningtechnologyhasbeenthehottopicsinthestudyofdomesticandforeignscholars,

6、andiswidelyusedinsomefields,suchasaviation,spaceflight,shipbuilding,automobile,biomedicalfieldandsoon.ThispaperstudyanoptimizationalgorithmforCNCmachiningtoolpathbasedondentalrestorationfeatures,whichissustatinedbythenationalscienceandtechnologysupportprojectsandb

7、asedonthebackgroundofthesystemdevelopmentfordentalCAD/CAM.Themainworkandresultsasfollows:(1)Inordertosolvetheproblemoffrequentretractionofdirectionparalleltoolpathinnon-convexmachiningofdentalrestoration,agenerationalgorithmofguidelinesplanningontwo-dimensionplane

8、ispresented.Firstofall,topologyrelationshipbetweentheboundaryofmachiningregionandintersectionsshouldbeestablished,andthentheintersectionsandpointsintheb