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.     

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.     

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。     

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。     

五轴复合激光加工机床后置处理方法的研究

本文通过5轴复合激光加工机床坐标系和CAM加工坐标系的关秉,建立了机床运动学模型,并推导了可用于该机床后置处理的坐标转换关系,开发了5轴复合激光加工机床敷控系统专用后王处理程序,经实验验证可以满足五轴联动后置处理的要求.     

吹塑模具刀位轨迹的后置处理与数控仿真

在VERICUT软件中构建吹塑模型的虚拟数控加工仿真平台,分析了某吹塑模具的数控加工工艺过程,基于NX8.0后处理器生成专用的NURBS曲面插补数控程序,并且保证VERICUT软件中能够使用,通过在该虚拟数控加工平台中吹塑模具整个加工过程的仿真模拟,验证了NX8.0加工模块后处理器通过NURBS曲面插补生成的VHP800-5AX五轴联动加工中心加工吹塑模型数控程序的正确性,采用专用后置处理器,由于针对具体的数控机床和数控系统,生成的数控程序无需修改,可以直接用于数控机床进行零件的加工,提高了工件表面的加工质量。     

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。     

SINUMERIK802D数控系统基于MasterCAM9的后置处理器

通过分析MasterCAM9后置处理程序的结构,结合基于SINUMERIK802D数控系统的KVC650B立式加工中心的编程特点,开发了专用的后置处理器,使MasterCAM9生成的NC程序能够直接应用于KVC650B加工中心上加工。实际应用表明:该专用后置处理器可以提高MasterCAM9编程效率,实现数控加工自动化。     

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。     

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。     

数控五轴加工叶轮的实验教学探索

将数控五轴加工技术纳入教学环节是为企业提供高水平编程工程师的必然途径。该实验教学尝试以整体式叶轮作为教学模型;以UG NX CAD/CAM一体化软件作为教学平台;以五轴联动加工中心作为教学设备。多年来的教学运行表明:该教学模式可以让学生较好地掌握数控五轴编程技术的工作流程,大大提高他们数控编程的综合能力。     

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。     

基于SSO算法优化神经网络的数控机床热误差建模

针对影响五轴数控机床加工精度的复杂热特性,提出了一种用于摇篮式五轴数控机床热误差建模方法.该方法主要采用鲨鱼嗅觉优化(SSO)算法和神经网络的复合建模方式,有效提高了机床热误差预测模型的精度和建模效率.首先通过使用热成像仪筛选出机床的温度敏感点,然后将温度传感器布置在机床热敏感点的位置,将采集到的热特性数据采用本文所提方法进行热误差建模,结果表明,该方法在建模速度和精度上要优于ABC和PSO神经网络,最后将该热误差预测模型应用于五轴数控机床热误差补偿实验,将试件加工精度提高了32%.     

板簧搬运机械手轨迹规划研究

根据五轴汽车板簧搬运机械手的系统组成,通过D-H参数建立了其运动学模型.在此基础上,采用五次多项式插值的关节空间规划法对机械手进行了轨迹规划.利用MATLAB软件的ROBOT工具箱建立了机械手三维模型,并通过仿真获得了五个关节的位移、速度、加速度等3个变量的平滑、连续曲线,为机械手的平稳、可靠运行提供了理论依据.     

一种新型的参数插补NURBS建模及控制研究

探讨和研究了参数插补NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)的建模方法及有关计算分析,并采用了改进的试探修正法来求解其参数曲线方程,使其求解速度更快,满足实时性控制的要求。同时以五坐标联动双转台机床的坐标轴联动为研究对象,分析各坐标间的相互联系,推导出五轴参数曲线插补公式,并比较了加减速的控制方法。最后对CNC硬件实现平台作了分析和讨论,提出了可行的解决方案。     

基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真验证

提出了基于压缩Voxel模型的整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工仿真、验证新方法.该方法首先构造整体涡轮叶盘仿真工件、成型电极压缩Voxel模型,再根据数控加工轨迹构造成型电极扫描体,最后在三维虚拟空间完成加工过程仿真.利用Marching Cubes方法提取仿真工件表面三角网格,增强了仿真工件显示质量和速度.通过仿真工件压缩Voxel模型与标准CAD模型的三维对比实现了仿真结果分析验证.该方法在某航天火箭发动机整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程仿真与验证中得到了应用,效果良好.     

整体涡轮叶盘五坐标数控电火花加工编程

大扭曲叶型带冠整体涡轮叶盘结构复杂,五坐标数控电火花加工中成型电极与加工工件极易发生干涉,成型电极进给轨迹复杂.针对上述问题,采用逆向搜索算法搜索成型电极进给轨迹.利用通道内相邻叶盆曲面、叶背曲面设计成型电极,由逆向搜索算法平移和旋转成型电极,再进行干涉检测;若无法得到合理加工轨迹,可减小成型电极厚度,重复该过程,直至成型电极安全退出,同时得到成型电极最优厚度.控制成型电极平移及旋转步长,生成密度合理的NC加工轨迹.系统验证表明,生成的NC加工轨迹优化、密度合理,成型电极厚度优化.     

基于CAXA制造工程师的五轴叶轮数控加工

五轴联动数控加工技术是数控加工技术中难度最大、应用范围较广的技术之一。运用CAXA制造工程师软件可以实现五轴联动功能。该技术可用于叶轮的叶片和流道的粗精加工。     

基于激光测量点云数据的五坐标加工刀轨生成

针对以往由点云构造曲面或三角网格，再根据曲面或网格生成刀轨的方法复杂、工作量大的问题，研究了直接从激光测量点云数据生成五坐标数控加工刀轨及干涉处理的方法．通过计算点云模型的曲率，确定切削步长和行距，采用基于点云的干涉检查模型，推导出干涉处理的解析式，得到了无干涉加工刀轨．实例表明，算法运行速度快，稳定可靠．