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熔焊快速成型技术中轨迹规划与自动编程

作　者: 鄢国平
导　师: 张华
学　校: 南昌大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 快速成形熔焊成型轨迹规划自动编程 OpenGL 仿真数控代码
分类号: TG442
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 207次
引　用: 3次
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内容摘要

快速成型作为上世纪末发展起来的新型制造技术,与传统的机械技术相比,具有快速、准确地制造复杂模型的特点,在越来越多的制造领域得到了广泛的应用。近几年来,以研究金属材料直接快速成型为目标的熔焊成型技术已经成为国际上的一个研究热点。本文首先介绍了快速成型技术极其在国内外的发展和应用,快速成型系统工作原理,工作流程和系统组成。在对当今焊接快速成型技术做了较详细的了解、分析的基础上,提出了采用焊接工艺的方法,利用快速成型技术中的累积成型的思想,在数控机床上通过自动编程实现熔敷成型金属零件的方法。本文提出了一套适合熔焊快速成型的分层截面的扫描填充算法,详细地阐述了熔焊快速成型技术中对复杂的分层截面先进行内外轮廓的判断和单连通、复连通区域的区分;再对复连通区域进行剖分,使之变成单连通区域,然后对所有的单连通区域进行单调区域的判断、分割;最后生成成型数控指令的整个过程。本文的重点是根据作者所提出的截面填充算法,采用Windows操作系统作为开发平台,选择VC++、OpenGL作为开发工具,采用面向对象的程序设计方法,并利用计算机仿真技术和计算机动画技术,开发熔焊快速成型在线自动编程及仿真系统。该系统界面友好,操作简单易学。通过与学校加工中心的华中数控铣床结合使用效果良好。在该机床上试用该系统表明:可以生成较为正确、实用的数控成型指令代码;数控指令代码仿真能动态、直观地显示焊枪成型运动轨迹,并能够实现金属零件的动态成型模拟。本文详细论述了该系统的实现过程、系统的功能模块以及该系统软件的使用方法。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-20
  1.1 快速成型技术概述  7-8
  1.2 几种常见的快速成型系统的工作原理  8-10
    1.2.1 光敏树脂固化实体制造  8-9
    1.2.2 选择性激光烧结制造  9
    1.2.3 分层实体制造  9-10
    1.2.4 沉积实体制造  10
    1.2.5 三维印刷  10
  1.3 熔焊快速成型制造技术  10-17
    1.3.1 熔焊快速成型制造技术的机理  11-13
    1.3.2 熔焊快速成型制造技术的分类及特点  13
    1.3.3 熔焊快速成型制造技术的国内外研究现状  13-16
    1.3.4 熔焊快速成型制造技术目前存在的主要问题及发展前景  16-17
  1.4 熔焊快速成型的数控技术  17
  1.5 课题的主要研究内容及研究意义  17-20
第二章开发工具的选择及概述  20-26
  2.1 开发平台及编程语言的选择  20
  2.2 OPENGL概述  20-25
    2.2.1 OpenGL的功能  21-23
    2.2.2 OpenGL编程的基本步骤  23-24
    2.2.3 动画技术  24-25
  2.3 快速成型软件中的OPENGL技术  25-26
第三章熔焊快速成型轨迹规划及成型工艺  26-35
  3.1 熔焊快速成型自动编程有关的数据处理  26-33
    3.1.1 工件坐标系的建立  26-27
    3.1.2 熔焊快速成型技术中截面扫描填充算法  27-33
  3.2 成型数控程序编制中的数据计算  33-34
  3.3 熔焊快速成型技术中的成型工艺  34-35
第四章熔焊快速成型自动编程系统的研发思路  35-41
  4.1 系统的总体结构模块  35-36
  4.2 系统各模块的功能  36-40
    4.2.1 成型对象的文件管理  36
    4.2.2 参数设定模块  36-37
    4.2.3 数据运算处理、管理模块  37
    4.2.4 图形显示控制模块  37-38
    4.2.5 成型仿真模块  38-39
    4.2.6 串行通讯模块  39-40
  4.3 系统用户界面设计  40-41
第五章熔焊快速成型自动编程软件设计  41-50
  5.1 用户界面程序设计  41-43
  5.2 数据处理、管理模块的程序实现  43-45
  5.3 图形显示模块程序的实现  45-49
    5.3.1 该模块定义的数据结构  45-47
    5.3.2 该模块程序实现的基本原理  47-49
  5.4 加工仿真模块程序的实现  49-50
第六章软件介绍与应用  50-61
  6.1 软件介绍  50-55
    6.1.1 软件起始屏  50-51
    6.1.2 软件界面组成部分  51-55
  6.2 在线自动编程及其仿真软件的使用  55-58
  6.3 软件应用实例  58-61
第七章总结与展望  61-63
  7.1 总结  61
  7.2 展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士学位期间已发表的论文  66

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