【摘 要】
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近年来,随着经济的发展与人民生活水平的不断提高,人们对牙齿健康日趋重视.利用快速成型技术进行牙齿修复体制作,成为数字化医疗装备的研究热点.该课题是结合哈尔滨工业大学
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近年来,随着经济的发展与人民生活水平的不断提高,人们对牙齿健康日趋重视.利用快速成型技术进行牙齿修复体制作,成为数字化医疗装备的研究热点.该课题是结合哈尔滨工业大学与宁波杉杉集团的高新技术合作项目"牙齿修复CAD/CAM系统"进行的,对面向牙齿修复的三维快速磨削系统进行研究.首先,基于快速成型技术的加工原理,采用了一种以去除材料的方式进行三维实体加工的方法,是以动点在极坐标下运动生成任意平面二维曲线的层面边缘信息,然后再进行层与层之间的叠加,生成任意三维实体的思想完成实体成型的方法.在此基础上研制了一台面向牙齿修复的三维快速磨削系统的样机,该样机采用双侧对称式结构,分时分步地完成对材料的成型作业,是具有两轴半联动的面向牙齿修复的成型加工设备.其次,结合机器人运动学的分析方法,建立了系统的运动学模型,求解了运动学方程的正反解,并通过运动学仿真验证了系统的工作空间,以及运动轨迹.同时,对数控技术的刀具轨迹生成方法进行了研究,采用了一种针对该系统使用的带倒角平底刀具的轨迹生成算法,通过判断层面间的刀具与曲面的接触点构成的三角面片的干涉情况,进行系统的刀具轨迹规划.最后,构建了基于工控机的控制系统的硬件平台,实现了由工控机对系统的控制.在此基础上完成了对半球体的磨削作业,验证了三维实体的成型方法,即系统对实体加工的可行性.并通过对系统主要运动部件的重复定位精度实验,以及加工模型的表面粗糙度检测初步验证了系统的性能指标.
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