基于UG的Heidenhain系统五轴专用后置处理器研究

在分析UG NX/Post Builder通用后置处理的基础上 ,研究了五轴专用后置处理器的开发方法和过程。针对配置Heidenhain控制系统的DMU100 monoBLOCK五轴联动机床开发了专用后置处理器,并通过加工整体诱导轮来验证该专用后置处理器的正确性和实用性。     

精密五轴联动机床非线性误差分析与后置处理

五轴联动机床的非线性误差和后置处理算法影响着机床的加工精度。本文针对自主研发的小型立式五轴联动机床进行了非线性误差分析,给出了误差补偿算法;对机床刀轴矢量和机床坐标变换进行了推理,分析UG生成的标准刀位文件和数控G代码之间的关系,利用MATLAB的GUI功能开发了后置处理器。以某眼镜片的修缘加工为例,验证了非线性误差分析和补偿方法的正确性及后处理的有效性。     

多轴联动复合加工数控机床的创新开发

将创新设计理论与功能分析方法相结合,研制出多台具有多种加工功能的复合数控机床.其中六轴联动混联数控机床、六轴联动卧式复合数控机床、五轴联动复合激光加工机床是典型的多轴联动复合机床.针对这三种典型机床分别介绍了运动功能方案及滚滑复合运动副被动关节的创新设计、精加工所用的3-PRS并联铣削机构以及五轴联动的创新设计.     

双摆头五轴龙门数控淬火机床后置处理算法研究

针对双摆头五轴龙门数控淬火机床对汽车覆盖件模具进行感应淬火的要求,采用UG8.0的加工模块生成所需淬火模具感应线圈的运动轨迹;推导了该淬火机床的后置处理算法,其中包括机床A、C旋转轴旋转角的优化选择策略及其算法。开发了基于VC++6.0的专用后置处理软件,并通过VERICUT7.0数控加工仿真系统对淬火加工过程进行了仿真,验证了后置处理算法的正确性以及实用性。     

基于3-TPS混联机床的后置处理算法

介绍了一种新型立卧转换式三杆混联机床3-TPS(RRR)混联机床,对该机床的结构进行了分析.该机床具有工作空间大、立卧转换、五轴联动、五面加工等特点,并具有加工中心的功能.给出了该机床在实现三轴、四轴加工时的坐标变换过程及变换方程,给出了实现三轴、四轴加工时的后置处理算法及数学模型,并对该机床的立式加工和卧式加工两种情况进行了分析,给出了算法和显式方程.     

基于MasterCAM X6的V850-5AX加工中心后处理器的开发

分析了MasterCAM X6五轴通用后置处理程序文件的格式,结合基于HCNC-22M数控系统的V850-5AX五联动立式加工中心的编程特点,通过设置机床的结构参数,开发了HCNC-22M数控系统专用后置处理器,使X6生成的NC程序能够直接应用于V850-5AX五联动加工中心.实际应用表明:该专用后置处理器生成的加工程序在五轴加工机床上不需作任何修改即可应用,有效地提高MasterCAM X6编程效率.     

基于五轴加工的严格插值刀具轨迹生成中刀位的优化

多轴铣削加工的NC代码生成过程中,干涉的避免是一项非常重要的环节,它直接决定了多轴机床是否完全发挥它的功用。目前,CAM系统在生成刀具轨迹的过程中,并不考虑多轴机床的机床运动。在生成NC机床代码的时候,使用NC后置处理器将顺序排列的刀位(刀尖坐标+刀轴向量)处理成某种机床专用的NC代码。因为后置处理的过程一般是批量处理的模式,所以NC编程器无法知道机床的运动过程,机床运动部件之间极易发生干涉。目前,获得加工过程中机床干涉信息的唯一方法是进行机床试切或是使用机床仿真系统进行仿真。     

超大型构件5坐标加工的坐标后置处理

超大型构件由于其重量和体积大难以采用传统的定位方法进行定位加工 ,只能在进行粗略的放置和固定后 ,用机床来找正工件的位置 ,实现“粗调位置—找正拟合定位—建模—加工”的过程 .因此与常见的 5坐标加工中心不同的是 ,超大型构件 5坐标加工中心的 2个旋转坐标既非转台式也非纯摆头式 ,而且在机床主轴上还要安装测量仪器执行测量工作 ,为此研究开发了专门的坐标后置处理算法 .算法采用仿射坐标系变换的方法描述机床旋转A ,B角后的坐标变换 ,通过将仿射坐标轴与机床坐标轴重合的设置方法简化了变换模型 .算法易于编程实现 .用此方法编制的Ideas的CAM软件的后置处理成功地用于上海磁悬浮列车轨道梁的测量和加工     

五轴机床加工零件轮廓误差预测方法

研究了五轴机床进给轴实际位置预测方法和零件轮廓误差求解方法,在此基础上提出了五轴机床加工零件轮廓误差预测方法。机床进给轴实际位置的预测,通过辨识选定机床进给轴传递函数和读取待加工零件插补指令、将各轴指令输入各轴传递函数获得。零件轮廓误差的求解,通过正运动学变换求解工件坐标系下待加工零件的指令位置轨迹和实际位置轨迹、求解二者之间的轮廓误差来实现。以S形试件为加工零件,以科德KMC600SUMT五轴铣车立式复合加工中心为加工机床,预测了S缘条直纹面A的轮廓误差。刀尖位置误差和刀轴姿态误差引起的零件轮廓误差随着直纹面的位置变化,误差分别在0.04mm和±7×10-5 rad内。研究结果表明:建立的五轴机床加工零件轮廓误差预测方法,可以在加工前实现零件轮廓误差的精确预估,提前判断选定机床是否能够满足零件轮廓误差的要求,为优化加工参数、保证高速加工下的零件轮廓精度提供依据。     

CAXA线切割软件在激切割自动编程中的应用

在研究CAXA线切割软件后置处理程序格式的基础上,设计出适合现有激光切割机床的专用后置处理程序。该方法解决了激光切割手工编程带来的诸多不便,实现了激光切割自动编程,在切割加工中达到了预期的效果。     

零件多轴加工技术教学的职业能力培养

以壳体类零件数控多轴加工加工为例,探索职业能力培养在《数控多轴加工技术》教学中的应用,阐述了大学生工程职业技能训练在课程教学改革中的具体措施。实践证明,通过数控多轴机床加工工艺制定、多轴机床后置处理程序的设以及加工能力的训练,学生综合职业能力和创新能力得到了较大的提高。     

MasterCAM的后置处理研究与开发

后置处理是数控加工编程技术的关键技术之一，有效的后置处理对于保证加工质量、效率与机床可靠运行具有重要作用。介绍了MasterCAM的后置处理方法，叙述了刀位原件nci的组成和机床配置件pst的结构，探讨了nci和后处理器之间的信息处理与代码转换。     

准双曲面齿轮的虚拟加工模型

通过分析准双曲面齿轮加工机理,使用运动等效转换原理,建立了三维虚拟加工机床模型。在此基础上,分析机床各轴的运动情况,绘制出准双曲面数控铣齿机的机床坐标系。运用空间啮合原理,求解出数控机床坐标系下刀具与工件的相对位置和相对方向的数学表达式。引用齿轮专家对传统铣齿机在机床坐标系方面的研究成果,与本文的数控铣齿机机床坐标系进行对比,建立相关数学模型,求解出数控机床运动参数表达式。最后在VERICUT软件上对一对准双曲面齿轮进行虚拟仿真加工,验证其数学模型的正确性。     

并联机床刀位文件生成及后置处理

以6-TPS型并联机床为结构模型,阐述了数控代码生成原理及无干涉刀位文件的生成方法。给出了机床后置处理的公式化描述,建立了后置处理器的系统框架,探讨了后置处理过程中坐标变换和作业空间检验,提出了利用多余自由度优化动平台位姿的策略。研究了通过优化一组刀位文件的综合误差度来确定工件坐标系定位矢量的方法,提出了基于刀轴矢量的Descartes空间插补算法。提出的系统结构及算法已经在多台并联机床开发中得到应用和验证。     

螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成算法

研究螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成新算法;通过空间运动等效转换,得到准双曲面齿轮加工由机械型机床向五轴联动机床转换的解析解公式;用麦克劳林级数拟合机床各轴的非线性运动方程,推导出螺旋锥齿轮制造最复杂的工艺方法即HFT(Hypoid format tilt)加工方法下螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型。由五轴联动运动方程在机床坐标系下虚拟制造准双曲面齿轮齿面与GLEASON公司的理论齿面进行比较,通过对比验证五轴联动数学模型的准确性与精度。研究结果表明:本文提出的螺旋锥齿轮机床五轴联动数学模型创成新算法原理正确,转换精度高。     

车铣复合机床改造的探索

车铣复合加工机床在现代制造业中占有重要地位,将数控车床改造为车铣复合加工机床是国内许多工厂的迫切需要。首先介绍了车铣加工的基本原理和主要优点;论述了CK0632数控车床主轴(C轴功能)的改造,阐述了改造后车铣复合加工机床适合加工的零件。通过设备改造提高了该数控车床的加工能力,扩展了数控车床的加工范围,减少了设备投资。     

基于UG/POST加工中心专用后置处理器的研发与应用

通过分析UG的后置处理过程,在UG/POST通用后置处理的基础上,研究了快速开发专用后置处理器的方法和过程. 针对DMU-70eV加工中心开发了三轴专用后置处理器,并通过产品加工实例验证了该专用后置处理器的正确性和实用性.     

五轴数控加工3D刀具补偿及其后置处理方法

为解决五轴数控加工过程中,由于刀轴矢量不断变化,刀具补偿方向无法确定引起刀具在三维空间中无法补偿的问题,提出一种基于前置与后置处理的五轴数控加工3D刀具补偿方法。针对具备3D刀具补偿功能的数控系统,推导出五轴数控加工3D刀具补偿的补偿矢量与补偿后刀位点坐标的矢量计算方程,并基于前置三维软件(UG)的前置处理,建立了控制刀位文件格式的函数,实现了UG前置处理在五轴数控加工模块下输出包含切触点在内的刀位文件。根据SIEMENS 840D数控系统实现3D刀具补偿的数字控制(NC)指令格式要求,以非正交摆头转台五轴数控机床为例,通过逆向运动学变换提出具体的后置处理方法。基于智能制造软件IMSpost(后处理程序编辑器)平台和所提出的后置处理方法开发了专用后置处理器,自动获取了具有3D刀具补偿矢量信息的NC程序,基于仿真软件VERICUT平台对不同工况下整体叶轮仿真加工的结果进行对比。结果表明:当刀具因磨损发生尺寸变化时,采用提出的方法和开发的具有3D刀具补偿功能的后置处理器所获取的NC程序,可以将加工表面的欠切误差控制在0.1mm以下,且无过切现象,有效地提高了五轴数控加工的精度和效率,避免了刀具磨损后发生刀具尺寸改变必须返回计算机辅助制造(CAM)系统重新生成刀位文件,以及再次进行后置处理的繁琐过程,验证了所提出的前置处理与后置处理方法的正确性和有效性。     

汽车零部件加工进给率规划方法研究

在复杂的汽车零部件中,进给率规划作为数控系统的关键技术之一,其规划的优劣不仅影响着汽车零部件的加工精度,而且直接决定汽车零部件的加工效率。然而,受五轴数控系统工件坐标系与机床坐标系之间的非线性运动学变换关系的影响,为获得一个平稳的数控加工过程,避免超过机床伺服进给系统的驱动能力,实际加工中编程进给率取值往往较为保守,导致数控机床的利用率和加工效率大大折扣。为此,该文提出了一种基于高阶驱动约束下的汽车零部件进给率规划方法。     

六自由度并联机床的工件坐标系定位

以六自由度6-TPS型并联机床为模型,分析了工件坐标系定位对刀具加工范围和运动精度的影响,并据此将工件坐标系定位归结为一类兼顾作业空间和运动精度的有约束非线性规划问题。基于求解非线性规划的复合形法,提出并开发了工件坐标系定位算法,并给出具体的算法流程。这种方法包括确定初始定位矢量、构造定位矢量的初始复合形、建立目标函数和优化计算4部分。最后,针对一组给定的刀位文件,利用上述方法进行了机床的定位规划和计算,验证了算法的合理性和实用性。