题目：基于CAD/CAM的切削加工机器人离线编程技术研究

工业机器人的低成本、高柔性、高可编程性以及离线编程的高效率、易优化、易与CAD/CAM系统结合的特性，使得基于CAD/CAM的机器人切削离线编程系统在低精度、复杂曲面切削加工领域有着巨大的优势。结合工业机器人技术与软件工程、计算机科学等相关知识，本文设计了基于CAD/CAM的机器人切削离线编程系统。

本文从机器人切削的需求分析出发，对离线编程系统的软件框架及模块设置进行了设计。将软件工程中设计模式的思想引入系统设计中，综合使用了单例模式、策略模式和观察者模式三种设计模式。通过问题提出、常用解决方法、模式应用三个层次的详细分析，阐述了设计模式应用的必要性与高效性，提高了程序可复用性，可扩展性和健壮性。

以容器为纽带，阐述了四个关键的图形元素处理算法：图元转换、图元选择、切削路径生成、无效空行程优化。算法实现了NURBS曲线拟合的程序优化，DXF多段线的自定义转换，用户交互界面图元选择策略的研究与优化以及对无效空行程优化等NP完全问题的蚁群算法优化研究。通过对上述问题的分析和解决，实现了离线编程系统关键模块的构建，同时也提高了程序运行效率。

最后，完成了机器人切削离线编程系统的开发，进行切削加工实验并取得了良好的加工效果。