LỜI CAM ĐOAN<br />
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các số liệu và kết quả<br />
nghiên cứu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình<br />
nghiên cứu nào khác.<br />
<br />
Người hướng dẫn khoa học<br />
<br />
Nghiên cứu sinh<br />
<br />
GS. TSKH. Bành Tiến Long<br />
<br />
Nguyễn Hữu Quang<br />
<br />
i<br />
<br />
LỜI CẢM ƠN<br />
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới GS. TSKH. NGND. Bành Tiến Long,<br />
người Thầy đã hết lòng hướng dẫn và động viên tôi hoàn thành luận án này.<br />
Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ môn Gia công vật liệu và Dụng cụ công nghiệp, Viện Cơ khí,<br />
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi hoàn thành<br />
luận án này.<br />
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, những người đã luôn luôn giúp đỡ<br />
và ủng hộ tôi.<br />
Hà nội, ngày …. tháng … năm 2017<br />
Nghiên cứu sinh<br />
<br />
Nguyễn Hữu Quang<br />
<br />
ii<br />
<br />
MỤC LỤC<br />
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... vi<br />
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ................................................................................ vii<br />
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... ix<br />
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................ x<br />
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1<br />
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .................................................................................... 5<br />
1.1. Khái quát về hệ thống điều khiển số CNC và phương pháp nội suy NURBS ............... 5<br />
Cấu trúc bộ điều khiển số CNC .............................................................................. 5<br />
Chức năng nội suy trên máy công cụ điều khiển số CNC ...................................... 7<br />
Gia công CNC các chi tiết với biên dạng và bề mặt tự do.................................... 10<br />
Phương pháp nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời gian thực (nội suy<br />
NURBS) .............................................................................................................. 14<br />
1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu phương pháp nội suy biên dạng tự do NURBS theo<br />
thời gian thực trên các hệ thống điều khiển số CNC ................................................... 16<br />
Kết luận chương 1 ............................................................................................................... 23<br />
<br />
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN ĐƯỜNG VÀ MẶT TRONG<br />
CÁC HỆ CAD/CAM SỬ DỤNG PHƯƠNG TRÌNH THAM SỐ NURBS ........ 24<br />
2.1. Đường NURBS ............................................................................................................. 24<br />
Hàm cơ sở B-spline............................................................................................... 24<br />
Định nghĩa đường NURBS ................................................................................... 26<br />
Một số trường hợp đặc biệt của đường NURBS ................................................... 28<br />
Đường NURBS và phép chiếu xuyên tâm ............................................................ 30<br />
2.2. Thuật toán chèn nút và thuật toán DeBoor ................................................................... 31<br />
2.3. Đạo hàm cấp một và cấp hai của đường NURBS ........................................................ 35<br />
2.4. Một số tính chất hình học vi phân của đường NURBS ................................................ 37<br />
2.5. Phương pháp tham số biểu diễn bề mặt trong hệ CAD/CAM ...................................... 39<br />
Kết luận chương 2 ............................................................................................................... 41<br />
<br />
CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY THEO THỜI GIAN<br />
THỰC CÁC BIÊN DẠNG TỰ DO NURBS......................................................... 43<br />
3.1. Giới thiệu ...................................................................................................................... 43<br />
iii<br />
<br />
3.2. Nguyên lý cơ bản nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời gian thực...................... 43<br />
3.3. Đánh giá sai số nội suy ................................................................................................. 46<br />
3.4. Yêu cầu điều khiển tốc độ tiến dao khi nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời<br />
gian thực ....................................................................................................................... 48<br />
3.5. Các điều kiện giới hạn tốc độ tiến dao trong chuyển động nội suy .............................. 49<br />
Điều kiện giới hạn sai số nội suy .......................................................................... 49<br />
Điều kiện đảm bảo giới hạn gia tốc hướng tâm .................................................... 50<br />
Điều kiện đảm bảo giới hạn gia tốc tiếp tuyến ..................................................... 50<br />
Điều kiện tổng hợp giới hạn tốc độ tiến dao ......................................................... 51<br />
Khó khăn khi điều khiển tốc độ tiến dao qua vùng giới hạn ................................ 53<br />
3.6. Phương pháp điều khiển tốc độ tiến dao ...................................................................... 53<br />
Những vị trí “quan trọng” trên biên dạng tự do NURBS ..................................... 54<br />
So sánh miền ảnh hưởng của hai điểm “quan trọng” ............................................ 56<br />
Tiền xử lý biên dạng tự do NURBS...................................................................... 57<br />
Thuật toán tính tốc độ tiến dao theo thời gian thực .............................................. 59<br />
3.7. Đề xuất phương pháp nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời gian thực ............... 61<br />
3.8. Tính chiều dài đường NURBS ..................................................................................... 62<br />
3.9. Kết quả mô phỏng ........................................................................................................ 63<br />
Mô phỏng nội suy biên dạng chữ alpha ................................................................ 63<br />
Mô phỏng nội suy biên dạng NURBS phức tạp - biên dạng hình cánh bướm ..... 69<br />
Mô phỏng nội suy biên dạng đường tròn theo phương pháp nội suy NURBS ..... 71<br />
Kết luận chương 3 ............................................................................................................... 74<br />
<br />
CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM NỘI SUY BIÊN<br />
DẠNG TỰ DO NURBS THEO THỜI GIAN THỰC DỰA TRÊN HỆ ĐIỀU<br />
KHIỂN CÓ KIẾN TRÚC MỞ .............................................................................. 75<br />
4.1. Giới thiệu về hệ điều khiển có kiến trúc mở (OAC - Open Architecture Controller)<br />
...................................................................................................................................... 75<br />
4.2. Hệ điều khiển số có kiến trúc mở - LinuxCNC ............................................................ 77<br />
4.3. Phát triển phần mềm nội suy biên dạng tự do NURBS theo thời gian thực ................. 80<br />
Xây dựng các cấu trúc dữ liệu .............................................................................. 81<br />
Xây dựng các hàm xử lý mức thấp ....................................................................... 82<br />
Xây dựng các hàm xử lý mức cao......................................................................... 86<br />
Mã lệnh nội suy NURBS: G6.2 ............................................................................ 87<br />
iv<br />
<br />
Kết quả phát triển phần mềm nội suy NURBS ..................................................... 88<br />
4.4. Giao diện CAD/CAM cho phần mềm nội suy NURBS ............................................... 88<br />
4.5. Kết quả thử nghiệm phần mềm nội suy NURBS.......................................................... 91<br />
Thử nghiệm 1: Gia công biên dạng phức tạp biểu diễn bằng một đường<br />
NURBS ................................................................................................................ 93<br />
Thử nghiệm 2: Gia công biên dạng phức tạp biểu diễn bằng nhiều đường<br />
NURBS ................................................................................................................ 97<br />
Thử nghiệm 3: Gia công biên dạng đường thân khai ........................................... 99<br />
Kết luận chương 4 ............................................................................................................. 103<br />
<br />
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 105<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 108<br />
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............ 111<br />
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 112<br />
Phụ lục 1: Thông số NURBS của biên dạng hình cánh bướm. ......................................... 112<br />
Phụ lục 2: Chương trình mô phỏng trên phần mềm Matlab .............................................. 113<br />
Phụ lục 3: Chương trình xuất file NC sử dụng định dạng G6.2 để mô tả biên dạng<br />
NURBS, được phát triển trong môi trường RhinoScript của phần mềm Rhinoceros<br />
.................................................................................................................................... 116<br />
Phụ lục 4: Một số cấu trúc dữ liệu và chương trình con được phát triển cho phần mềm<br />
nội suy NURBS.......................................................................................................... 118<br />
<br />
v<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
