Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng phương pháp nội suy theo thời gian thực các biên dạng tự do trong tạo hình bề mặt chi tiết gia công trên máy công cụ CNC 3 trục

Luận án được nghiên cứu với mục tiêu nhằm nghiên cứu phương pháp nội suy theo thời gian thực các biên dạng tự do nhằm đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về năng suất và chất lượng khi gia công tạo hình bề mặt các chi tiết phức tạp trên máy công cụ CNC.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu xây dựng phương pháp nội suy theo thời gian thực các biên dạng tự do trong tạo hình bề mặt chi tiết gia công trên máy công cụ CNC 3 trụcLỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các số liệu và kết quảnghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trìnhnghiên cứu nào khác.Người hướng dẫn khoa họcNghiên cứu sinhGS. TSKH. Bành Tiến LongNguyễn Hữu QuangiLỜI CẢM ƠNTôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới GS. TSKH. NGND. Bành Tiến Long,người Thầy đã hết lòng hướng dẫn và động viên tôi hoàn thành luận án này.Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Gia công vật liệu và Dụng cụ công nghiệp, Viện Cơ khí,Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thànhluận án này.Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, những người đã luôn luôn giúp đỡvà ủng hộ tôi.Hà nội, ngày …. tháng … năm 2017Nghiên cứu sinhNguyễn Hữu QuangiiMỤC LỤCDANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... viDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ................................................................................ viiDANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... ixDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................ xMỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................... 51.1. Khái quát về hệ thống điều khiển số CNC và phương pháp nội suy NURBS ............... 5Cấu trúc bộ điều khiển số CNC .............................................................................. 5Chức năng nội suy trên máy công cụ điều khiển số CNC ...................................... 7Gia công CNC các chi tiết với biên dạng và bề mặt tự do.................................... 10Phương pháp nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời gian thực (nội suyNURBS) .............................................................................................................. 141.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu phương pháp nội suy biên dạng tự do NURBS theothời gian thực trên các hệ thống điều khiển số CNC ................................................... 16Kết luận chương 1 ............................................................................................................... 23CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN ĐƯỜNG VÀ MẶT TRONGCÁC HỆ CAD/CAM SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH THAM SỐ NURBS ........ 242.1. Đường NURBS ............................................................................................................. 24Hàm cơ sở B-spline............................................................................................... 24Định nghĩa đường NURBS ................................................................................... 26Một số trường hợp đặc biệt của đường NURBS ................................................... 28Đường NURBS và phép chiếu xuyên tâm ............................................................ 302.2. Thuật toán chèn nút và thuật toán DeBoor ................................................................... 312.3. Đạo hàm cấp một và cấp hai của đường NURBS ........................................................ 352.4. Một số tính chất hình học vi phân của đường NURBS ................................................ 372.5. Phương pháp tham số biểu diễn bề mặt trong hệ CAD/CAM ...................................... 39Kết luận chương 2 ............................................................................................................... 41CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY THEO THỜI GIANTHỰC CÁC BIÊN DẠNG TỰ DO NURBS......................................................... 433.1. Giới thiệu ...................................................................................................................... 43iii3.2. Nguyên lý cơ bản nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời gian thực...................... 433.3. Đánh giá sai số nội suy ................................................................................................. 463.4. Yêu cầu điều khiển tốc độ tiến dao khi nội suy biên dạng tự do NURBS theo thờigian thực ....................................................................................................................... 483.5. Các điều kiện giới hạn tốc độ tiến dao trong chuyển động nội suy .............................. 49Điều kiện giới hạn sai số nội suy .......................................................................... 49Điều kiện đảm bảo giới hạn gia tốc hướng tâm .................................................... 50Điều kiện đảm bảo giới hạn gia tốc tiếp tuyến ..................................................... ...