题目：基于ACIS的等高线刀具轨迹研究及实现

无干涉刀具轨迹的生成，是三轴数控加工的核心和关键所在，有两个目标：一是保证加工后的零件满足设计要求；二是刀具轨迹路径最短。在各种精加工刀具轨迹的生成方法中，等高线加工因其加工直观、切削平稳而成为当今普遍采用的精加工方法，而且是高速加工经常采取的加工方式之一。本论文以工程应用为背景，在闫光荣博士提出的等高线刀具轨迹算法和朱金辉硕士工作的基础上，对算法作了进一步的梳理和改进，使得等高线算法在面对加工表面曲率变化很大的复杂零件或者存在狭窄沟槽的曲面时也可以稳定地计算出完整的轨迹，同时算法效率也有了很大的提高。总体而言，本论文研究的主要工作包括如下几个方面：一、虚平面与扩展刀位面、保护面的求交，详细分析了求交过程中可能出现的各种情况并给出了相应的数学模型和求交算法；二、建立Zmap网格模型，用以辅助刀具轨迹生成算法及轨迹网格的自适应细分算法的实现；三、实现了刀具轨迹上包络线搜索算法和轨迹网格自适应细分算法，成功解决了曲面曲率变化较大情况下轨迹计算不完整的问题，并采用加工层交线分配算法取代交线遍历提取，提高了算法效率；四、实现了单一加工层内轨迹的有序连接，并对轨迹进行了直线化处理；五、将待加工模型的等高线轨迹划分了加工区域，得到最短路径轨迹。本论文基于ACIS几何造型平台建立了等高线无干涉刀具轨迹生成算法，并在以HOOPS提供的应用程序框架下建立的CAM系统中进行了实际应用。