计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术是近年来工程技术领域中发展最迅速、最引人注目的高技术之一,它的崛起己成为工业生产现代化的重要标志,随着航空、汽车、造船、和模具制造等工业的发展,越来越多的复杂曲面被用于工程之中。本文通过对复杂曲面数控自动编程系统的研究和探索,完善复杂曲面数控加工前置处理技术,对复杂曲面数控加的专用CAM软件系统进行了初步开发,建立了系统框架,在通用刀具模型建立、工件曲面构造、刀具及工件参数输入方式、系统界面开发等方面取得了新的成果,研制开发了复杂曲面加工CAM系统的部分软件。 论文首先对最小有向距离算法,五点寻优方法和基于遗传算法思想的干涉判断算法进行了介绍,并根据课题的实际需要对遗传算法进行了改进,开发了复杂曲面数控加工无干涉刀位轨迹生成的软件模块。 为了便于系统开发及考虑到软件的通用性,本文综合各类铣刀的几何特性,建立了双锥面加圆环面的通用铣刀模型,并给出了通用刀具模型各表面参数方程及法矢量方程,进行了各种典型铣刀实际模型的简化分析,开发了对用户友好的刀具选择和参数输入界面。 本文采用离散点输入和参数方程输入等加工曲面输入方式。对于参数曲面,采用先离散,再重新拟合的处理方法,建立统一的双三次参数样条曲面通用工件模型。对双三次参数样条曲面片边界信息矩阵元素的计算方法和曲面边界条件的建立进行了研究,为无干涉刀位轨迹计算软件的通用性奠定了基础。最后对复杂曲面加工CAM系统前置处理器的功能和使用方法进行了简要介绍。