面向牙齿修复CAM系统运动轨迹算法的研究

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本文以国际上目前在牙科领域流行的CEREC技术为出发点,以瑞士Brains公司开发,德国Siemens公司生产的CEREC系统为蓝本,以非均匀有理B样条曲线(NURBS)为数学模型,研究了面向牙齿修复CAM系统运动轨迹的算法。  首先,对所设计的牙齿修复设备中的刀具轨迹作出了规划,通过对比,采用一种新型的走刀方式,从而简化了系统结构,提高了加工效率。并总结出加工中所用的刀具对应的刀位点。对给定每层牙齿的型值点,通过对比,选定了型值点参数化处理方法,从而构造出NURBS曲线。成功实现了对牙齿截面数据的曲线构造。使曲线造型变得容易、灵活和简单,大大提高了造型的灵活性,获得了很好的效果。  其次,在NURBS曲线造型基础上,又重点分析了NURBS曲线插补。NURBS曲线插补是高性能CNC系统的必备功能,本文采用了一种对分法预估下一插补点来控制曲线加工精度的方法。该方法兼顾刀具进给加速度和进给速度,使系统不仅大大减少了运算时间,确保了插补算法的实时性要求,而且在整个插补过程中实际进给速度波动小,精度高。对实现速度平滑稳定的高速、高精度加工具有重要意义。  最后,通过系统仿真,对给定牙齿上的一系列型值点进行进一步的仿真加工,由仿真结果可看出,本课题所采用的算法应用于牙齿磨削设备中是正确的、可行的。
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