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基于改进型Butterfly细分的三角网格自由曲面环形刀具轨迹规划
论文标题：基于改进型Butterfly细分的三角网格自由曲面环形刀具轨迹规划
摘要：
自由曲面环形刀具轨迹规划在工业制造领域具有重要的应用价值。本文以改进型Butterfly细分方法为基础，提出了一种基于三角网格的自由曲面环形刀具轨迹规划方法。首先，对待加工曲面进行Butterfly细分，得到高密度的三角网格表示；然后，通过曲面参数化和平面切割，将自由曲面切割为多个曲面片段；最后，基于曲面片段信息，规划出自由曲面环形刀具的轨迹。
关键词：自由曲面环形刀具轨迹规划、改进型Butterfly细分、三角网格、曲面参数化、平面切割
1.引言
自由曲面加工是工业制造中常见的加工任务之一。在自由曲面加工中，环形刀具轨迹规划是一个关键的问题。传统的环形刀具轨迹规划方法往往依赖于经验，并且耗时较长。因此，需要提出一种高效准确的环形刀具轨迹规划方法。
2.相关工作
2.1改进型Butterfly细分方法
改进型Butterfly细分方法是一种高效的三角网格细分方法，具有细分效果好、处理速度快等优点。
2.2曲面参数化和平面切割
曲面参数化是将曲面映射到一个参数域上的过程，可以将曲面表示为一组参数方程。平面切割是在参数域上通过平面进行切割和分割曲面，可以将复杂的曲面分解为多个简单的曲面片段。
3.方法概述
本文提出的方法主要分为三个步骤：改进型Butterfly细分、曲面参数化和平面切割、轨迹规划。
3.1改进型Butterfly细分
首先，将待加工曲面进行改进型Butterfly细分，得到高密度的三角网格表示。改进型Butterfly细分方法通过考虑相邻节点的权重来细化三角网格，可以得到更加光滑的曲面表示。
3.2曲面参数化和平面切割
将改进型Butterfly细分得到的三角网格进行曲面参数化，并在参数域上通过平面切割将曲面切割为多个曲面片段。曲面参数化可以将曲面表示为一组参数方程，方便后续的轨迹规划。平面切割可以将复杂的曲面分解为多个简单的曲面片段，便于轨迹规划的实现。
3.3轨迹规划
基于曲面片段信息，通过考虑刀具半径、加工方向等约束，规划出自由曲面环形刀具的轨迹。轨迹规划需要考虑刀具的接触顺序、切削路径等因素，以实现高效准确的加工。
4.实验与结果分析
本文在改进型Butterfly细分的基础上，通过曲面参数化和平面切割将自由曲面切割为多个曲面片段，并规划出了环形刀具的轨迹。实验结果表明，提出的方法能够实现高效准确的环形刀具轨迹规划。
5.总结和展望
本文提出了一种基于改进型Butterfly细分的三角网格自由曲面环形刀具轨迹规划方法。通过改进型Butterfly细分、曲面参数化和平面切割，以及轨迹规划，实现了自由曲面环形刀具的高效准确加工。未来的研究方向可以包括进一步优化轨迹规划算法、提高加工效率等。
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