截面线等误差步长法计算点云刀具路径规划

提出了一种利用截面线等误差步长法计算点云刀具路径的算法。首先定义一组截平面,运用点云切片算法求出截平面与点云的交线,作为刀触点(CC)轨迹。刀触点轨迹是由大量离散点组成的点集,本文中提出了一种等误差步长法对刀触点轨迹计算刀触点,然后利用最小二乘法拟合刀触点附近点获得平面,平面法矢作为刀触点的法矢,沿法矢偏置刀具半径得到对应的刀位点,并对生成的刀位点进行干涉处理。该算法计算出的刀具路径包含的刀位点数量更少,误差均匀且都满足最大误差要求,最后通过实例验证了算法的可行性。     

《机械工程学报》英文版2007年第20卷第5期目次、摘要预告

散乱点云直接生成粗加工刀具路径吴世雄王成勇樊晶明(广东工业大学机电工程学院广州510006)摘要:提出散乱点云直接生成无干涉粗加工刀具路径方法,采用层切法去除材料。把散乱点云转化为截面数据,并建立刀路网数据结构以存储刀路数据。提出优化的子区域划分法则及无干涉刀位计算法则。最终以z字形走刀方式链接刀具路径,该过程可转化为旅行商问题。试验表明,该种方法可以获取优化的刀具路径,计算效率高,并可避免干涉出现。关键词:粗加工刀具路径散乱点云中图分类号:TP274     

开式整体叶盘通道侧铣粗加工技术的研究

整体叶盘从锻造毛坯到最终零件加工成型,需要切除大量的多余材料。本文提出了一种开式整体叶盘通道区域五坐标粗加工刀具轨迹规划方法。该方法通过生成整体叶盘薄壁叶片的直纹包络面,以确定叶盘通道粗加工区域的边界轮廓;基于直纹面五轴侧铣加工刀具轨迹双点偏置生成方式,利用投影法规划开式整体叶盘通道区域粗铣加工的刀心点轨迹与刀轴矢量方向。加工实践表明,开式整体叶盘的粗加工效率提高30%以上,同时,显著优化了后续半精加工和精加工工序的环境。     

基于支持向量机的点云曲面刀具路径规划

针对单值散乱点云曲面刀具路径规划问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机的计算方法。在计算过程中,将点云数据向平面投影,得到二维点集。应用网格划分和边界网格内测量点高斯映射技术,提取平面区域内的边界特征点。用边界特征点定义点云曲面的实际加工区域,在此区域内规划平行等间距刀具路径。应用最小二乘支持向量机拟合点云数据,求得被加工曲面的连续表达模型,经此模型将二维刀具路径数据向三维空间映射,求出刀触点数据。将刀触点经法向偏置计算,求得刀位点。实例验证证明,该方法能较好地解决信息不完备散乱点云曲面刀具路径生成问题。      

无退刀槽人字齿轮精加工刀路的优化

提出了一种高效的人字齿轮加工刀路编制方法,适用于立铣刀侧铣精加工齿面。在数控加工中心上对齿轮齿面进行侧铣精加工时,采用等参数法编制的刀具路径会造成刀具路径的冗余。为了缩短加工的刀具路径,采用等残余高度法,按照精度要求对齿面进行偏置得到一个偏置曲面,选取齿顶圆圆柱面与齿面的交线为初始刀触点轨迹路径,求出刀具体沿该路径运动得到的扫描面与齿面偏置曲面的交线方程,再通过该交线求出另一个与齿面相切的平面,这两者的相切线则为下一条刀触点路径轨迹。通过VERICUT软件进行加工仿真并进行加工实验,证明该方法加工精度能达到设计要求且相较于等参数法加工效率更高。     

非可展直纹面侧铣刀位轨迹优化算法

针对非可展直纹面侧铣精加工刀轴矢量计算中存在的问题,基于侧铣加工误差几何模型分析了棒铣刀加工非可展直纹面误差的产生原因。在研究了两点偏置法和三点偏置法的基础上,围绕提高非可展直纹面类零件的加工精度,提出一种动点滑动并寻求最优的刀轴矢量计算方法,并且采用最小二乘法对刀位轨迹进一步优化。通过所建立的刀位优化算法得到的刀轴矢量可使加工误差在刀具与被加工曲面切触状态下趋于最小,最终得到整体最优的刀位轨迹。用所提方法与已有方法进行加工试验比较,并对加工误差分布进行分析可得,侧向偏置法所产生的加工误差明显低于已有方法,提高了加工精度。所采用的优化方法和数据处理结果可以为非可展直纹面侧铣加工提供一定的参考依据。     

平头端铣刀三轴联动自适应等参数曲线法加工自由曲面

曲面参数线法是多轴数控加工中生成刀具轨迹的主要方法，但是对等参数曲线分布不均匀的情况不适应．平头端铣刀在数控多轴加工中相对于球头枕刀来说，有加工精度高、经济性好的特点，其刀具轨迹的生成方法越来越引起人们的注意．本文针对曲面参数线法的缺点作了相应的改进，提出了适应平头端铣刀的刀具轨迹生成算法，同时用局部检查的方法进行干涉校验，消除了局部干涉．本算法适应于三轴联动以上的机床。     

圆锥刀侧铣整体叶轮叶片曲面的刀轴轨迹规划

针对圆锥刀侧铣加工整体叶轮叶片曲面中复杂的刀轴轨迹规划问题,提出一种可行的刀轴轨迹生成方法。该方法首先根据两点偏置法给出初始的刀轴面,然后利用圆锥面的几何性质调整优化刀轴位置,"强制"刀具面与叶片曲面每瞬时线接触,建立以刀轴位置为变量的刀具面上多点与叶片曲面相切的超定方程组,并用最小二乘法求解。利用共轭曲面的数字仿真原理,以叶片曲面为基准面,以其上发出的标杆射线为纽带,建立刀具包络面与叶片曲面之间的误差计算模型,并给出加工干涉的判定依据。实例计算表明,刀轴优化后的包络误差显著降低,验证了所提方法的有效性。     

用MasterCAM加工凸模零件的工艺分析

MasterCAM曲面加工一般分为粗加工和精加工,粗加工有七种路径,精加工有十种路径.粗加工是加工出大致形状,使用平刀,精加工是将工件加工成型,使用球头刀.在具体的加工时应选用适当的粗、精加工路径.从三角凸模的曲面特点及加工难点出发,分析了如何使用MasterCAM软件编制合理的刀具路径,使加工质量大为改善.     

基于曲面重构的三元流叶轮短电弧加工轨迹规划及试验研究

以具有复杂曲面特征的三元流叶轮点云为对象,以Matlab和UG/NX为平台,通过改进滤波算法对点云数据进行优化处理、模型型值点提取及复杂曲面拟合等过程实现叶轮的逆向重构。基于CC截面法结合短电弧加工特性,生成适用于短电弧加工的无干涉刀路轨迹,并最终在五轴短电弧数控机床上得到验证,获得了叶轮粗加工、半精加工阶段最优的工艺参数。