基于Linux的五轴联动电火花加工数控系统

针对多轴联动电火花加工数控系统的设计要求,开发了一种基于PC和Linux开放式平台为上位机、可编程运动控制器(PMAC)为下位机的五轴联动电火花加工数控系统.利用Linux开源性好的特点,设计了环境友好的人机交互操作界面以及各类完成非实时任务的程序模块等;基于PMAC系统开发了伺服进给回退运动、主轴高速抬刀运动、五轴联动及各类摇动程序等.通过将数控系统应用于五轴联动电火花加工机床,进行了闭式整体涡轮叶盘样件以及窄缝窄槽等典型零件的加工实验,取得了良好的加工效果.     

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。     

实轴空间综合约束下的数控加工速度前瞻策略

为了避免数控高速加工中由高曲率区域引起的机床驱动轴的运动突变、机床振动和工件过切,提出了基于实轴空间综合约束的数控加工速度前瞻控制策略.该方法应用切削运动的S形曲线速度规划方案,对机床实轴运动数据进行速度、加速度、冲击约束检测,整体提前寻优确定S形速度前瞻的过程参数,并提出了速度规划节点分离法对切削路径进行分段独立S形曲线速度的规划.仿真和试验表明,采用该方法进行速度前瞻处理时,可使加工速度平滑连续,不仅消除了各驱动轴运动突变引起的冲击振动,而且有效地解决了五轴数控加工中的速度控制问题,因此降低了曲面轮廓误差,满足了高速高精度的加工要求.     

五轴加工中奇异问题分析及优化方法

五轴加工中旋转轴的运动会造成加工奇异问题,影响零件表面加工质量.以摆头/转台回转型五轴机床为例,通过分析相邻刀轴矢量间运动与实际加工中刀具运动路线的非线性误差,得出旋转变化率为影响五轴加工奇异问题的主要因素.笔者基于旋转变化率提出一种奇异问题优化方法:通过控制旋转变化率对刀轴矢量进行调整,从而有效避免五轴加工中的奇异问...     

协同育人的五轴数控加工实训课程体系构建与研究

以区域公共实训基地或高等院校作为发起人构建协同育人平台,根据五轴加工的职业能力结构合理规划设计课程体系,共同开展五轴加工技术人才培养。发挥院校教学资源丰富的优势开展五轴空间坐标几何学及CAM编程实训教学,利用五轴机床生产企业、五轴数控加工企业和数字化软件开发机构的技术设备资源以及实际生产加工经验进行任务导向的一体化实训,构建科学合理的课程体系和师资组合方式,培养知识能力结构全面的五轴加工应用型人才。     

基于UGNX的整体叶轮逆向建模与五轴编程

复杂的叶片曲面导致整体叶轮的测量、逆向再设计及数控编程非常困难.通过测量整体叶轮样品关键特征点,基于UGNX对点云进行逆向并用曲面模块生成了三维模型,应用UG/CAM中叶轮加工专用模块,实现了叶轮五轴数控编程.在利用IS&V消除干涉、过切等现象的前提下,用五轴加工中心加工出了叶轮.本方法也适合其他同类型的整体叶轮逆向、设计及五轴数控编程.     

高速龙门铣床五轴联动的结构设计

对现在机床的五轴联动结构进行了结构分析、对比,设计出了高速龙门铣床五轴联动的结构。五轴联动结构设计中又主要对五轴联动铣头（行业中称＂五轴头＂）进行了设计,结构中采用了精密齿轮啮合与双导程蜗轮蜗杆驱动,既保证了结构紧凑,精度也较高。     

空间曲面线切割五轴联动加工系统的研制

分析了空间曲面电火花切割加工五轴联动加工的运动规律，拓宽了线切割加工的工艺范围；对其执行机构-转、摆、摆数控工作台进行了研究和设计，为实现五轴联动加工实践奠定了基础。     

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.     

五轴联动刀具路径NURBS插补技术

针对复杂曲面五轴加工直线圆弧插补的不足,对五轴加工NURBS插补算法进行相关研究,同时对NURBS插补过程中插补点的曲率分析计算,推导出插补误差与进给速度的关系,实现用进给速度对插补误差自适应地调整。最后,针对双转台五轴数控机床,基于IMSPOST开发了具有NURBS插补的专用后置处理器,实现了NC 程序的输出。实验结果表明：该技术方法提高了刀具运动平稳性和加工精度,优化了加工精度与加工效率,为五轴NURBS插补加工提供了理论指导。     

一次性定位胎具三轴加工混流式叶片数控编程工艺流程

混流式叶片主要加工方式有五轴和三轴两种。五轴加工空间定位能力强,可弥补由叶片定位问题引起的不足,但是五轴加工所需要设备较为稀少,并且加工费用较高。现阶段国内厂家所用叶片加工设备多为三轴设备,所以对5米*4米左右大小及其以下的叶片多采用三轴加工方式,而在三轴加工中能保证叶片的型线精度和加工无盲区的方式就是一次性定位胎具加工。本文主要针对一次性定位胎具三轴加工混流式叶片数控编程工艺流程做详细论述。     

叶轮数控加工工艺方法研究

本文针对五轴联动加工的典型零件叶轮为例,详细阐述了五轴数控编程的过程,结合UGNX软件,着重介绍了叶轮五轴数控编程中难点,刀具轴控制的多种方法,经实际加工证明,该加工方案合理,刀轴控制简单灵活,为类似零件的加工提供了参考。     

模具型面定位五轴加工刀轴方向的优化措施分析

五轴加工法在制造业的模具加工过程中应用非常广泛.在实际的加工过程中,五轴加工的编程和操作技术是一项非常复杂的工作,稍有不慎就会出现严重的模具质量问题.本文以模具型面定位五轴加工刀轴方向的优化方法和操作流程为中心,论述了五轴加工刀轴方向的优化的流程和方法,指出了刀轴倾角、工作区域的区分等重要技术,为实现模具加工工艺的进步提供参考.     

多轴联动空间复杂曲面线切割加工技术

为实现大锥度空间复杂曲面模具零件的线切割加工,解决高速走丝电火花线切割机床加工空间曲面的难题,以空间曲面零件电火花线切割加工运动规律数学模型为基础,设计开发一种带有自动分度功能的、可翻转的数控回转工作台;基于原有的高速走丝数控电火花线切割机床,研制空间复杂曲面多轴联动高速走丝线切割加工系统,并进行螺旋面、锥面、锥台、双曲面和正弦曲面等典型空间曲面零件的电火花线切割加工实验,对加工出的各个实验样件进行了测量和加工误差分析.研究结果表明:所设计的空间复杂曲面多轴联动线切割加工系统具有较高的加工效率、较好的加工质量和较低的成本;加工样件的误差在允许范围内,验证了该系统的实用性,为解决高速走丝电火花线切割加工空间曲面的难题提供了一种思路.     

主轴倾斜式多轴切削加工误差分析

五坐标数控机床的曲面加工一直是加工中的难点,本文分析了双旋转主轴头机床误差产生的主要来源．我们依据三坐标切削加工所设定的步进长度,对于多轴路径加工的步进长度进行分析,在理论上推导出了最大容许误差,并给出相关误差的计算公式,为正确地预测加工误差提供了理论上的依据,本方法易于编程,计算结果准确。     

多轴高速切削加工技术教学浅析

多轴高速切削加工技术随着机械自动控制的发展,简化复杂零件的加工难度,并且缩短了产品加工周期,提高了零件表面的加工质量正在得到越来越为广泛的应用。从前较为落后的机械加工工艺手段就几乎不可能实现高速高精度加工,而采用高速切削工艺装备和多轴加工机床精加工时使用球铣刀可以使切削出镜面效果变得容易。     

基于VERICUT五轴联动数控加工仿真研究

以VERICUT软件为平台,针对五轴数控机床加工复杂零件容易发生碰撞和干涉问题,介绍了在VERICUT软件中构建五轴机床、建立刀具库以及设置各种参数等关键技术,为五轴数控加工仿真提供了设计思路和方法,这种仿真技术的研究可以大大的缩短加工的准备时间,优化加工程序,有效的防止碰撞和干涉现象。     

五轴联动刀具路径非均匀有理B样条曲线插补技术

针对复杂曲面五轴加工直线圆弧插补的不足,对五轴加工非均匀有理B样条曲线(non uniform rational B spline,NURBS)插补算法进行相关研究,同时对NURBS插补过程中插补点的曲率分析计算,推导出插补误差与进给速度的关系,实现用进给速度对插补误差自适应地调整。最后,针对双转台五轴数控机床,基于IMSPOST开发了具有NURBS插补的专用后置处理器,实现了NC程序的输出。实验结果表明:该技术方法提高了刀具运动平稳性和加工精度,优化了加工精度与加工效率,为五轴NURBS插补加工提供了理论指导。     

VERICUT在五轴数控加工实验教学中的应用

在五轴加工过程中,刀具容易和工件甚至机床本身发生干涉碰撞。针对这一特点,利用VERICUT平台,创建了实验室五轴机床虚拟加工环境。在实验教学过程中,学生编制的五轴数控加工程序,首先在五轴机床虚拟加工环境进行仿真,验证无干涉碰撞的程序再拿到实体机床加工。避免了干涉碰撞的发生,保证了人员和设备安全。在实验教学过程中效果良好。     

五轴数控加工误差分析及补偿方法

分析了五轴数控加工过程中误差产生的主要原因,并针对其原因介绍了误差补偿方法,为五轴数控加工提供了技术支持,具有现实意义和实际应用价值。