基于姿态变换的混联数控机床刀补技术研究

通过对PRS-XY型混联数控机床逆运动学和刀补原理的分析,提出一种基于刀具姿态变换的混联机床三维刀具半径补偿方法。通过编程加工试验,验证了该方法的实用性。     

数控车削仿真中虚拟CNC刀具补偿计算

虚拟CNC技术是数控机床仿真系统的核心。本文在反读NC代码的基础上，根据加工刀具的半径补偿和半径补偿数值，将被加工零件轮廓转换为刀具中心运动轨迹，阐述了转换过程中各种补偿模式的处理方法，提出了判定加工段走向的算法，并通过仿真验证。     

基于OpenGL的数控成形铣齿加工过程仿真的研究

对某数控科技有限公司生产的SKXC-3000/20型高速数控铣齿机展开研究,深入分析成形法铣齿加工过程,以OpenGL和Visual C++为开发工具,开发一个数控铣齿加工虚拟仿真系统。在虚拟加工仿真系统界面中输入齿轮参数、刀具参数,经处理得到对应数控加工代码,并对代码进行检验和翻译得到加工运动数据和状态数据,由运动数据驱动虚拟机床部件的运动。通过刀具扫描体模型与离散工件模型进行布尔运算实现材料切除过程,发现铣齿加工过程中部件间的干涉碰撞等现象,有效的检验NC程序的正确性。     

基于组件NC代码转换关键技术的研究

数控加工仿真是CAD/CAM领域的研究重点。不同的控制系统具有不同的NC代码定义和解释方式,使数控仿真系统支持多种格式的NC代码的仿真,必须对NC代码进行转换。针对这一问题,主要介绍NC代码转换的几个关键技术,包括中间文件的格式、数据结构的定义,转接点处线段夹角的计算,直线拟合圆弧的算法以及刀具半径补偿时刀具中心轨迹的确定。采用组件化程序设计方法,以Fanuc代码为组件对象,实现了仿真系统NC代码的转换组件。     

五轴数控刀具半径补偿算法研究与数控仿真

针对五轴数控机床中的刀具三维半径补偿,结合刀具二维半径补偿原理和空间坐标变换公式,推导出刀具三维半径补偿算法。利用UG获取人脸复杂曲面的刀路轨迹文件,根据补偿算法编制出后处理程序,通过转换刀路轨迹文件得到数控加工代码;对其进行加工仿真和精度分析,以验证该刀具半径补偿算法的实用性。结果表明,该算法简单、正确,能满足复杂曲面精密加工的要求。     

三轴数控侧铣空间刀具半径补偿算法

通过深入分析三轴数控侧铣加工的特点,利用几何平面投影原理,采用平面轮廓刀具半径补偿算法推导的类似方法,建立三轴数控侧铣加工的空间刀具半径补偿算法.将三轴数控侧铣加工的空间刀具半径补偿归纳为三种转接过渡类型处理,通过加工平面的投影相交求出空间两相邻程序段的过渡转接点坐标分量x、y,然后通过逆投影计算转接点的第三分量z,从而推导出各类型转接点的坐标计算公式.基于UG平台编写了三轴数控侧铣刀具补偿仿真软件,模拟和铣削加工实例结果表明所建立的三轴数控侧铣加工空间刀具半径补偿算法正确有效.基于该算法的空间刀具半径补偿G指令将可避免由于刀具磨损和刀具更换导致的三轴侧铣数控代码重生成.     

基于Pro／E的NC加工中刀具半径补偿的应用

在轮廓加工时,刀具中心与加工零件实际轮廓的偏移量称为刀具半径补偿。刀具半径补偿在NC加工中有着非常重要的作用,根据刀具补偿指令,数控加工机床可进行刀具半径尺寸补偿操作。在Pro／E中,按照常规的NC编程方法,程序数据是根据刀具中心来计算的,     

自由曲面3轴NC加工的全干涉检查研究

对自由曲面用球头刀进行3轴NC加工的干涉检查方法进行了研究,提出了一种新的干涉检查方法,该方法不仅可检查曲面加工时的局部干涉,而且还可对曲面加工时的全局干涉进行检查。通过与传统干涉检查方法的比较,并对不同刀具半径下干涉结果的比较,验证了本文提出的干涉检查方法的完整性、精确性和实时性,可指导曲面加工时刀具的选择。最后的实例证实了该方法及算法是合理可行的。     

数控车床加工中刀具半径补偿的应用探究

刀具半径补偿一直以来是数控车床加工过程中非常关键的问题,首先就刀具半径补偿进行了简单的介绍,并对数控车床加工中刀具半径补偿的应用进行了研究分析。刀具半径补偿的介入对数控车床进行工件加工有明显的帮助,其运用明显提高了产品的加工精度和产品的生产效率,所以数控车床操作中掌握刀具半径补偿的应用非常关键,极具推广价值。     

宏程序编程对铣削过切的影响及解决方法

数控铣削加工中的过切现象通常是由于编程时未充分考虑补偿点的干涉情况所导致的。但在某些机床上采用宏程序编程进行铣削加工时,即使编程没有问题,也没有干涉点,仅仅改变了刀具半径补偿点的位置,或者改变刀具半径补偿的进退刀方式,也会在补偿点发生干涉,即过切一个刀具半径。为了找出此类过切的原因,笔者以广州数控GSK983Ma-H系统为对象,在宏程序椭圆加工编程中采用刀具半径补偿,阐述数控系统的时间响应快慢对过切的影响。     

数控铣削加工中FANUC系统刀具半径补偿功能的应用

在数控铣削加工与编程中,刀具半径补偿是简化被加工零件程序编制的重要方法,将半径补偿的一般功能和特殊功能结合使用,还可实现规则曲面的加工及新工艺思路的应用,因此,理解刀具半径补偿并能合理地使用刀具补偿功能,将起到事半功倍的效果,在数控铣削加工中有较强的实用价值。     

球头铣刀刀具磨损建模与误差补偿

针对刀具磨损度量方式和模型建立的问题,以球头刀具为研究对象,提出球头铣刀刀具磨损的度量方式,建立球头刀具磨损模型.以复映磨损在硬度较软加工材料上的方式测量球头刀具磨损,确定刀具磨损模型系数,给出刀具磨损模型系数确定的具体实现方法.加工试验验证球头刀具磨损度量方式的合理性和所建立刀具磨损模型的正确性,同时针对数控铣削加工中球头铣刀刀具磨损引起的误差提出离线仿真误差补偿算法,给出离线仿真误差补偿算法的具体实现步骤,通过建立的刀具磨损引起的加工误差模型仿真获得加工走刀步的误差.对于误差超差的走刀步,预先修改数控加工(Numerical control,NC)程序,保证实际加工零件满足精度要求.误差补偿验证试验表明所提出的离线仿真误差补偿算法的正确性和有效性.     

盘刀加工等基圆锥齿轮的刀具位姿及运动轨迹计算

为了实现使用盘形铣刀数控加工等基圆曲线齿锥齿轮,基于等基圆曲线齿锥齿轮理论,通过建立盘形铣刀加工数学模型,求解了决定刀具空间姿态的主要参数。通过盘形铣刀刀轴矢量、刀心坐标的求解,得到了轮坯坐标系下的刀位。结合通用五坐标数控机床,求得了五坐标数控加工等基圆锥齿轮运动轨迹的表达式。通过三维造型,对刀位求解进行了分析验证;通过仿真切削加工,验证了运动轨迹的正确性。结果表明,利用盘形铣刀数控加工等基圆锥齿轮的刀具位姿、运动轨迹的求解正确,在通用数控机床上利用盘形铣刀能够加工等基圆曲线齿锥齿轮。     

薄壁件加工变形误差预估及补偿的集成

针对薄壁件数控加工过程中产生的力致变形误差,提出了一种将变形误差预测与误差补偿进行集成的方法。在提出高效的误差计算迭代算法基础上,采用APDL的方式开发了集迭代计算、刀具走刀、材料去除于一体的误差动态仿真程序,实现全过程加工误差的自动计算。借助UG二次开发工具UG/Open开发的应用程序实现了UG和ANSYS之间的数据通信,根据预测变形误差自动修正CAD模型,继而利用UG CAM生成考虑误差补偿因素的加工代码。研究了涉及误差离线预测及补偿的集成方法的多个关键技术。算例表明：误差预测值逼近实验值,精度可靠;集成软件能够自动生成误差补偿的加工代码,实现了误差离线预测和补偿全过程的CAD/CAE/CAM集成,集成程度高。     

Research on an algorithm for an NC machining hypoid pinion

Based on the flexibility characteristics of the NC machine tool, which means that various motions can be performed arbitrarily on NC machine tools, a new algorithm for manufacturing a hypoid pinion is proposed. This gets rid of the limitation of traditional mechanical machine tools and their algorithms. When the cutter tilt method is combined with the modification method, a method of manufacturing the pinion with a prescribed-size cutter on an NC machine tool can be realised. This helps to simplify cutter specifications and realise the error compensation of the cutter size. In this paper the algorithm is derived. According to the equations of cutting, the machine settings are calculated.     

并联机床数控加工碰撞干涉检验算法研究

由于并联机床与通用数控机床在结构上差别较大 ,因此在开发与其配套的CAD/CAM系统时 ,考虑到并联机床的结构特点 ,针对哈尔滨工业大学研制的并联机床BJ -30的结构形式 ,提出了并联机床的数控加工碰撞干涉检验算法。该算法较好地解决了刀具过切、少切 ,以及动平台与工件、刀具夹具与工件的碰撞等数控加工中较难解决的问题。仿真结果证明了该算法具有运算速度快、检验效率高等优点     

加工中心的软件误差补偿技术

文章基于多体系统运动学理论，根据数控机床实现精加工的必要充分条件推导出刀具路线、数控指令和刀具轨迹之间的关系，从逆运动学理论出发，提出了新的误差补偿思路。并针对北人集团的德国S-1500三轴立式龙门加工中心的生产实际，开展了大量的误差补偿实验。结果表明，运用作者提出的理论和方法，可使该机床的加工精度提高60%以上。     

机械制造业数控机床几何误差自动控制

为了降低数控机床几何误差,提升加工精度,提出机械制造业数控机床几何误差自动控制方法。通过激光跟踪仪辨识机械制造业数控机床的几何误差,采用快速定位补偿算法与圆弧插补补偿算法相结合的方法补偿数控机床几何误差。利用计算机辅助制造软件生成刀位文件,依据刀位文件生成数控机床加工程序,通过补偿控制器生成数控机床各轴运动的控制指令,数控机床伺服系统接收控制指令后,自动控制数控机床各轴运动,以达到数控机床几何误差自动控制的目的。实验结果表明,采用该方法自动控制数控机床几何误差后,方向与角度的几何误差分别低于0.03 mm与0.1°,实际应用效果较好。     

A manufacturing model of helical groove on rotary burr and a universal post processing method

A systematic machining theory and precision method to determine cutter location in a grinding system is presented for rotary burr. First, the helical cutting edge on various kinds of revolving surfaces is built. Then, based on the geometry model of the helical cutting edge, the smooth spiral rake surface with constant normal rake angle and flank surface can been formed during the one-pass grinding process by this method. No interference between the grinding wheel and workpiece happens by the wheel special rotation. The method has the characteristic of detaching the grinding wheel path solution from specified machining conditions. The grinding wheel path is suitable for different NC machine tools through post processing. Meanwhile, a mechanism kinematic model of the NC machine tool is built, and a generalized algorithm for post-processing of multi-axis NC machine tools is presented. This model is applied to arbitrary configuration of NC machine tool, and the motion value for each axis will be generated by the inputting structure and motion parameters of the machine tool. The model, together with the machining method mentioned in this paper, make the calculation and generation of the grinding wheel path simpler and universal. At last, the validity of the method given in the paper is identified by an example of grinding.     

Tool path optimization in postprocessor of five-axis machine tools

Generally, tool path is generated in a computer-aided manufacturing software considering only the geometry of machining parts. It is converted into numerical control (NC) codes in the postprocessor based on the particular machine kinematics. For some special types of five-axis machine tools, e.g., non-orthogonal five-axis machine tools, the generated NC codes may produce unqualified parts because of the existence of the non-linear error. Conventional commercialized postprocessors usually do not have the function of non-linear error checking. Observing that the tool path is a non-smooth trajectory full of corners and a series of connected line segments, cubic spline interpolation is applied to smooth the tool path at regular points in this study. The cutter tip center points are computed by the cubic spine interpolation, while the cutter posture vectors are obtained via linear interpolation. At the splines (for regular points) and the line segments (feature points), more points are chosen to be converted into NC codes to reduce the non-linear error, which is called data densification. Using the cubic spline to smooth the tool path and the data densification to reduce the non-linear error, a novel tool path optimization algorithm in postprocessor is proposed. Experiments were carried out on an inclined rotary spindle axis non-orthogonal five-axis machine tool. It shows that the proposed tool path optimization provides improved accuracy and surface quality.