复杂曲面数据处理技术(曲面建模)是反求工程研究的重要课题,被广泛用于航空、航天、汽车、模具制造和家用电器等领域。得到的曲面模型将直接影响产品的空气动力学、人机工程学和外观等特性,且对产品的性能和市场反应灵敏度起着关键作用。本文针对传统的复杂曲面数据处理方法存在的一些问题,提出以型值点集合表达复杂曲面的快速数据处理方法,对这种新方法及其相关技术展开研究。 本文中要进行修磨的是大型薄壁回转体——天线罩,其内外廓型面属三维复杂曲面。针对天线罩内廓型面的特点,研究了内廓型面的测量方法、测头半径补偿、磨头中心轨迹生成以及根据复杂曲面测量型值点数据和曲面上要求的各点去除量,自动生成数控加工代码(G代码)的快速数据处理方法。 本文采用了一种以型值点集合表达复杂曲面的快速数据处理技术。此方法是针对天线罩内廓面的具体情况提出的专用建模方法,分别在圆周方向和母线方向采用三次样条插值方法计算型值点坐标。此法,数控编程简单、稳定性好;建模过程计算简单、快速,只需简单的局部插值,无须求解庞大的矩阵方程;采用样条插值,曲面平滑性好。 刀具轨迹规划采用了不等距截面环切刀具轨迹规划方法。该方法在母线方向用等残留高度方法确定加工带宽度和在圆周方向用等参数法确定步长相结合。用该方法生成的数控加工程序来修磨天线罩内廓型面,既满足精度,且具有较高效率,很好地解决了天线罩复杂内廓型面的数控加工刀具轨迹规划问题。 在以上工作的基础上,开发了天线罩修磨机床数控系统数据处理软件系统,并进行修磨天线罩的加工试验研究,试验结果证明,导弹天线罩精密测量与磨削系统运行稳定、可靠。所研究的数据处理技术软件已在中国两家航天部门的关键设备上应用。