基于PC的开放式多功能激光加工数控系统

目前国内外在激光加工中普遍应用的数控系统是一种专用型、封闭式的系统 ,无法适应现代高柔性、低成本的加工要求。因此 ,本文研制了一种基于工业PC的开放式多功能激光加工数控系统 ,以通用的Windows操作系统作为开发平台 ,同时具有硬件和软件的开放性。该系统具有如下特色 :设计了编程专家系统 ,使用者无需学习G代码和PMAC卡宏指令即可编程 ;通过自动编程系统可将激光切割的CAD图形自动转换为加工代码 ,并可自动选择最佳切割顺序 ,保证最短空程路径 ;提出了一种PID全离线检测方案 ,大大加速了激光加工机多轴控制参数的调节和优化进程。该数控系统已成功地应用于激光切割、焊接、表面处理、快速直接制造等多种激光加工。     

数控激光切割机设计

本文介绍了大型数控激光切割机利用激光“高功率密度”、“高方向性”的特点作为加工能源．并采用了数控技术控制机床自动按所要求的图形轨迹进行连续切割。我院与兄弟单位台作，吸取国外先进技术，从1976年初到1979年6月止，     

基于图像形态学激光模具裂纹修复技术研究

为了探究小功率激光模具自动修复技术,利用同轴视觉采集系统采集模具的裂纹图像,结合数字图像形态学细化处理识别裂纹位置信息,建立了数字图像处理流程,得到裂纹的轨迹信息,将裂纹轨迹信息矢量化后,经曲线拟合生成数控代码,导入到数控系统完成激光模具修复。裂纹图像经图像去噪增强、形态学细化等处理后,能够有效地得到裂纹中心线,将裂纹位图矢量化后转为DXF文件格式,通过CAM软件生成数控加工代码。结果表明,该方法加工精度达到0.0368mm,满足模具修复的精度要求;通过图像形态学细化处理技术可以实现激光模具自动修复。这对激光加工设备实现自动化和智能化提供了理论支持和技术基础。     

基于超短激光的光纤微加工人机界面设计

为了实现对光纤微加工过程的自动控制,在研究了157 nm超短波长激光和飞秒超短脉冲激光的工艺规划基础上,开发了超短激光微加工的数控自动编程系统,即人机交互界面。该编程系统可以自动生成数控指令代码,用于工作台以及激光的辅助控制。人机界面可以根据选择的加工形状,模拟仿真加工的全过程,并能预测加工结果,以提高加工效率。该系统能够满足不同光纤微加工的实际需求。     

三维激光加工的轨迹规划的研究

在汽车覆盖件的激光加工中,一个覆盖件上的边界以及众多的大大小小的孔洞都可以用激光切割一次完成。如何使加工连续进行,一次完成一个覆盖件上的所有部分的切割工作以及合理安排加工轨迹的切割顺序是进行三维激光加工离线自动编程要解决的问题,它直接影响到汽车生产的生产效率。本文研究了三维激光加工激光头行走的特点,为了一次完成工件上所有孔、洞的切割工作,避免与工件发生碰撞,提出了激光头位姿在过渡轨迹和安全平面上的规划方法,同时利用神经网络方法和最短路径法对加工顺序进行合理安排,以提高加工效率。该方法用在作者开发的三维激光加工离线自动编程系统中,取得了满意的效果。     

UG软件在数控加工中的应用

数控加工技术已得到广泛应用,如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等.为了使数控设备达到预期的加工效果,编制高质量的数控加工程序是必不可少的.利用UG软件建立零件的几何模型,可以交互式地模拟演示材料按数控刀轨数据被去除的过程,可迅速自动生成数控代码,缩短编程人员的编程时间,提高程序的正确性和安全性,降低生产成本,提高工作效率.     

基于VR的切割机遥控操作仿真系统

随着待加工工件的复杂度越来越高,编写NC代码的复杂性也越来越高,这样在NC代码编写过程中出错的概率也就随着增高。所以在切割零件程序之前经常需要对待加工NC代码进行预加工操作以验证代码编写的正确性。同时随着切割机处理工件能力的提高,经常需要编排大量的零件到板料中,此过程需要耗费大量的人力。在综合考虑上述问题的基础上,建立了切割机遥控操作仿真系统。其中,切割机遥控操作的基础功能部分采用匹配关键字码的方法实现了NC代码解析功能和DXF文件解析功能;采用基于轨迹线的临界多边形求解算法和模拟退火算法相结合实现了自动套料功能;最后结合vega图形技术实现了虚拟切割验证的功能．     

基于AutoCAD数控编程在激光热处理中的应用

为满足激光热处理工艺对数控编程的要求,本文介绍了一种基于AutoCAD的图形自动编程方法,用AutoCAD自带的Visual LISP编程语言实现了对复杂轮廓工件的激光热处理.     

探讨CAXA的复杂曲面数控铣削加工工艺

我们在进行CAXA制造上的功能研究中,对于复杂曲面的工艺加工中,主要面对的问题就是零件的数控编程问题。而在进行数控编程的过程中,在选择参数的设置上,也主要针对曲面的刀具路径进行轨迹的掌握,对于提高曲面的自动编程和数控加工方面,都能够极大的提高其生产的效率。     

车身覆盖件3维激光切割的特殊工艺处理

为了研究车身覆盖件3维激光切割的工艺技术特性,采用3维5轴联动激光切割装备以及自动编程软件PEPS Pentacut分析了车身覆盖件3维激光切割的特殊工艺,提出了切割过程中特殊工艺的处理方法并通过切割试验进行了验证.结果表明,在实际的3维激光切割过程中,针对碰撞问题,通过添加工艺点,调整切割头方向,使其偏离法线方向一个角度便可消除;针对过烧缺陷,通过修改工艺点法线的方向和密集程度、采用脉冲激光或采用空气作为辅助气体等措施可以有效避免;针对变形难题,通过均布夹钳或修改程序等方法可有效解决.兼顾切割质量和效率,应在穿孔、上下坡及转角的轨迹段采用脉冲激光,在平缓轨迹段采用连续激光.采用3维激光切割技术取代传统工艺的修边模和冲孔模进行车身覆盖件的加工,可以大幅度地降低成本,缩短新车型的研发周期,具有良好的经济价值和应用前景.     

分层实体制造激光头切割路径的建模与优化

分层实体制造(LOM)技术中分层制造时间是由该层的切割速度与切割路径确定的，当切割工艺参数(如：切割功率、切割速度)确定之后，每一层制造的时间是由该层切割(扫描)路径确定的。因此优化切割(扫描)路径对提高成型效率有重要意义，而分层实体制造技术中激光切割路径优化的实质是空行程路径的优化。建立了切割路径空行程路径优化的数学模型。由于求解该模型的复杂性，采用了分级规划的两个分步算法：首先用改进的最近邻域算法求解轮廓边界线上的切割起点，然后当切割点确定后把路径优化问题归结为旅行售货员问题(TSP)，采用了高效的智能仿生算法一蚁群系统算法来求解。运行结果表明，该算法显著缩短了分层制造中的空行程，提高了快速原型制造的效率。     

最优群孔激光打孔自动编程软件的开发

阐述在数控激光打孔机上进行群孔激光打孔时,最佳打孔路线数学模型的建立以及解决该模型的算法。在此基础上开发了适应于数控激光打孔系统的自动编程软件。     

基于VB6.0和ActiveX Automation技术开发CAM的研究

本文从CAD图形直接获取图形信息,通过自动加模具,形成CAM,生成NC代码,传送到数控冲床,对TP80型数控液压板料冲孔机实现了CAD和CAM的一体化.作者在文中给出了具体的实现方法和技术要点,该方法易实现、速度快,适用于各种CAM系统的开发.     

基于混沌分组的二维工程图信息隐藏算法

 基于混沌分组的思想,提出一种二维工程图的信息隐藏算法.该算法先获得工程图中的实体集,对实体的句柄进行处理后得到混沌系统的初值和迭代次数,根据迭代后得到的值进行分组,对同一分组的实体重复嵌入相同隐秘信息,从而实现信息的冗余隐藏.试验结果表明,该信息隐藏算法对图形修改攻击、旋转、平移以及均匀缩放等攻击具有较好的鲁棒性.     

基于图像的浮雕雕刻自动编程软件的开发

为了实现浮雕的数控加工,提出了基于图像的浮雕雕刻方法。该软件采用数字图像处理技术,结合丰富的加工参数选项,实现了浮雕雕刻的自动编程。经测试其生成的数控加工程序在数控机床上能够加工出令人满意的浮雕作品,同时配合仿真软件的使用,可迅速获得浮雕的加工效果和加工时间,有助于产品的生产与加工安排。     

自由曲面破损零件激光再制造修复路径生成

针对复杂自由曲面零件激光再制造中在线示教加工路径存在的问题,进行了三维激光熔覆再制造修复路径的研究,提出了基于等距平行截面法的修复轨迹自动生成算法。利用任意等距平行截面与三角网格模型求交确定激光束扫描点位置;估算出三角网格中每个顶点法矢后,通过对交点所在边的两顶点法矢插值得到交点的法矢,确定了在加工点激光束的姿态。应用实例表明,该算法取得了良好的加工效果,能够达到实用化要求。     

基于轨迹变换法降低激光切割尖角“烧蚀率”的研究

针对常规的氧助激光切割带有尖角(≤30°)图形的中低碳钢板材过程中存在的尖角"烧蚀率"很高的问题,采用Rofin DC025板条CO2激光切割机系统,在优化的激光切割工艺参数的条件下,通过轨迹变换的方法,在3mm厚的A3钢板上切割出多种带有尖角(≤30°)图形。系统研究了激光切割尖角图形的切割轨迹及参数对尖角"烧蚀率"的影响。结果表明,采用圆心在所切割尖角角平分线上,且通过该尖角顶点的圆形切割轨迹可大大降低激光切割尖角"烧蚀率"。且对于不同尖角大小(≤30°)该轨迹圆都存在一个最优补偿半径可把尖角"烧蚀率"控制在10%以内,获得理想的切割效果。     

基于高柔性机器人的光纤激光切割系统的研究

光纤激光机器人三维切割系统是集三维六轴联动、高柔性、低成本于一体的智能化光机电产品.该产品主要利用机器人的空间运动优势和光纤激光柔性传输的特点来实现白车身冲压件的三维修边、切孔、分离,从而取代传统的模具加工.重点分析了系统在研发过程中的几项关键技术:控制系统的设计与集成、离线自动编程软件系统的研发、车身覆盖件三维激光切割夹具的设计、机器人激光切割头系统的研制、白车身薄板类金属的光纤激光加工工艺的研究等.该系统的研发成功,将大大缩短样车研制周期,对我国自主品牌汽车业的发展有着重要的战略意义.