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气囊抛光是近年出现的一种新颖的非球曲面抛光方法,它使用特制的柔性气囊,可以制造出满足形状要求和表面粗糙度要求的复杂光学表面,国外已经取得了成功应用。本文在已研制的气囊抛光试验样机和工艺试验研究基础上,对气囊抛光机床交互式数控编程技术进行研究,以期开发一套用于自动化气囊抛光的交互式数控编程系统。 在气囊抛光机床数控编程系统的理论基础上,围绕气囊抛光材料去除控制原理,确定了数控编程系统的主要功能和总体结构,并提出了软件执行工作流程,总结了数控编程系统实现的关键算法。 驻留时间算法是气囊抛光数控编程系统的核心。围绕驻留时间的计算,本文详细研究了气囊抛光数控编程系统实现所需的关键算法,包括非球面的数学描述、实际工件的曲面建模反求算法、抛光余量的计算算法以及路径规划与驻留时间计算等一系列算法,其中曲面建模反求算法和路径规划与驻留时间计算算法是难点。结合气囊抛光的特点,曲面的反求建模算法采用了非均匀B样条来实现,文中给出了详细的数学算法及其实现过程。驻留时间的计算方面重点讨论了回转对称非球面的驻留时间计算算法,引入了转移函数,采用非负最小二乘算法进行驻留时间的计算,简化了计算,减小了系统计算量。 编程实现算法,形成完整的数控编程软件是本课题的最终目的。在软件的实现部分,研究了系统数据库设计与访问技术;参考MasterCAM刀位文件的格式,对气囊抛光刀位文件的格式做出了规定。在最后,给出了数控编程系统实现的模块,对每一模块给出了详细的介绍。