基于最短走刀路线的数控加工程序优化设计

按最短走刀路线进行编程加工是提高数控加工效率的主要措施之一.通过一个典型零件数控加工走刀路线设计方案的比较分析,探讨缩短走刀路线、优化加工程序的方法.经实际加工证明,以最短走刀路线优化程序后,可极大地缩短零件的加工时间,提高加工效率,降低加工成本.     

浅谈粗铣轮廓加工的“排刀”方法

粗铣轮廓时的排刀方法是数控教学难点内容,学生不易理解,实际应用中易出错。结合《数控加工编程与操作》课程的教学实际,对排刀方法进行了有益的探索。主要阐述了粗铣安排走刀路线应考虑的问题,分别按型腔和凸台给出了走刀路线的画法、基点坐标的计算方法,并对一个实例进行详细的工艺分析后给出其排刀加工的程序。     

粒子群算法在等误差直线逼近节点方法中的应用

自由曲线是数控加工中经常遇到的工件外形轮廓曲线,但一般的数控系统只有直线和圆弧插补功能。对于自由曲线的直接数控加工,只能用直线或圆弧去逼近其节点,并进行逼近的走刀加工。等误差直线逼近节点的方法能够使所有逼近线段误差相等,是自由曲线直线逼近节点的有效方法之一。在对等误差直线逼近节点算法的研究中,基于几何运算,提出一种新的等误差直线逼近节点的计算方法。该方法通过建立自由曲线的数学模型,运用粒子群算法迭代求取自由曲线上的刀位点坐标信息,并通过VC++编程,实现自由曲线等误差直线逼近数控系统的开发,并验证了该算法的有效性。     

三坐标曲面数控加工的刀具轨迹研究

多坐标曲面加工是数控加工中的关键技术，而刀具轨迹的规划是数控编程的基础和关键。文章从提高曲面加工的精度和效率出发，推导和分析了走刀步长和切削行宽度的计算公式，提出了曲面数控加工编程时刀具轨迹规划的原则，并结合实例进行了轨迹验证。     

圆周分布孔系加工走刀路线及程序的优化设计

圆周分布孔系的加工在生产中比较常见,根据孔系分布的环数、射线数、孔距等的不同,走刀路线的长度不同。在保证质量的条件下,应以最短的走刀路线进行编程加工,以提高加工的效率,降低成本。以沿环形走刀和沿射线走刀两种方式为例,分别建立了走刀路线长度计算的数学模型,编制出能自动选择最短走刀路线进行加工的宏程序,实现对走刀路线及加工程序的优化设计,提高了加工效率。     

数控铣削刀具路径的规划

数控铣削加工的走刀路线反映了工序的加工过程,走刀路线合理与否,关系到工件的加工质量与生产效率.在数控工艺处理过程中,应认真分析零件的加工要求及其结构特点,找出走刀路线中影响加工效率的因素,在保证零件加工精度和表面粗糙度要求的前提下,尽量缩短加工路线,从而提高数控机床的加工效率,降低加工成本.文章对数控铣削中常见的几种工件轮廓形状的走刀路线进行了讨论,为确定合理的走刀路线提供了参考.     

二维刀具半径补偿数控加工编程系统

本文针对常用的数控系统发那科、西门子、飞利浦研究二维刀具半径补偿数控程序自动编程系统。系统通过UG和AutoCAD输出加工轮廓和进、退刀路线信息，然后通过VC编写的程序处理并输出数控加工程序。该系统提高了编程效率，大大降低了人为因素造成的出错率。     

基于FANUC系统的抛物线参数宏程序编程研究

从抛物线方程入手,介绍了抛物线的数控加工算法,研究非圆曲线抛物线的加工原理,提出了运用等弦长算法进行抛物线插补加工,给出了抛物线的最短走刀路线图,完成典型的车削内孔抛物线车削参数程序的编写和典型铣削抛物线参数程序的编写,方便编程及操作人员快速修改零件参数,提高了编程效率。     

圆锥面孔群的数控编程加工与应用

结合某型气体分布板的孔群加工,从工艺路线分析、刀具选择、UG数控编程及现场实际应用方面入手,阐述了一种高效且系统性的圆锥面孔群的加工及数控编程方法。     

数控加工中工艺路线设计原则及方法

文章重点介绍了数控加工中工艺设计的特点、零件数控加工工艺性分析要点,阐述了数控加工中工艺过程和走刀路线设计原则与方法实例,为编制优化的数控程序打下了基础.     

基于双蚁群算法的双机器人路径规划方法

针对双机器人协同作业时的路径规划问题，在蚁群算法的基础上提出一种双蚁群路径规划方法。通过轮候选择机制，使2个不同的蚂蚁群能合作完成所有的作业任务。在蚁群迭代过程中，利用同种群蚂蚁之间信息素的正反馈作用，优化蚁群的移动路径；利用不同种群蚁群之间信息素的负反馈作用，降低2个蚁群之间的冲突,找到2台机器人的最优移动路径。仿真结果表明：该算法具有收敛性，能同时实现双机器人的任务分配和路径规划，且路径规划结果优于现有的双机器人路径规划算法。     

用于型钢切割的机器人离线编程路径规划

造船行业需要用到大量的型钢,针对实现型钢的自动切割与划线问题,对机器人离线编程技术进行了研究,开发了用于型钢切割的机器人离线编程系统,实现型钢切割的自动化.重点对型钢切割机器人离线编程中的路径规划进行深入研究,开发了坡口切割特征建模的路径偏置和路径求交算法,分别完成了扁钢和角钢切割的仿真和坡口切割试验.结果表明,切割路径规划算法能够完成型钢坡口切割和过棱切割,坡口角度的最大误差小于1°,切割过程平稳,能够满足实际型钢切割的要求.     

A new algorithm for determining a collision-free path for a CMM probe

Recent developments in computer integrated manufacturing (CIM) systems have made the speed and accuracy of the traditional approaches in dimensional inspection bottlenecks of the production line. To overcome these bottlenecks, computer integrated dimensional inspection was proposed with the coordinate measuring machine (CMM) being the key device. In this investigation, a framework for integrating the CMM into the computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM) environment is developed to automate the process of design, manufacturing and inspection. An algorithm to generate an optimum collision-free CMM probe path is proposed. This algorithm uses the ray tracing technique to locate the collision of the possible paths, between the initial probe point and the target point, with the workpiece to be inspected. If there is a collision, the algorithm works through the topological structure of the part and selects the midpoint of the edge, shared by the face with which the path collides and the adjacent face nearest to the target point, as the next probe point. This procedure is followed till the target point is reached. The first half of the proposed algorithm is implemented using Mechanical Desktop as the CAD system and AutoCAD Runtime Extension (ARX) as the application programming interface, running on a Windows NT 4.0 platform. The effectiveness of the proposed algorithm is verified by the results of the implementation demonstrating optimum collision-free dimensional inspection path generation for three prismatic parts.     

一种冲压件毛坯组合优化排样算法

利用冲压件在形状上的互补性,通过对两个不同形状的冲压件进行组合排样,可进一步提高材料利用率.提出了一种基于区间法的组合排样算法,包括毛坯零件的旋转、平行线分割、高度区间表的建立和移动位置计算等4个步骤.通过比较不同旋转角度、高度偏移情况下的材料利用率,可获得最优的排样方案.在此算法的基础上,作者开发了一个基于AutoCAD平台的冲压件毛坯优化排样软件.实际应用显示,利用本算法在两种零件形状具有互补性的情况下,可获得比单种零件排样更高的材料利用率.     

涂胶机器人离线编程系统设计与应用

为提高涂胶的质量与效率,借助SolidWorks二次开发接口,设计一种涂胶机器人离线编程系统。针对具有非均匀有理B样条曲线(NURBS)的工件轮廓的涂胶,研究一种NURBS插补算法,与粗精路径点提取方法相结合,能够实现涂胶过程规避障碍物;利用C#.NET结合OpenGL开放图形库实现了仿真环境;以ZZRT-608六自由度机器人作为机械系统、ZMC406作为控制系统搭建了实验平台。以典型的鞋样涂胶工件为测试对象进行实验验证,与KUKA机器人手动示教编程作对比,结果表明:该离线编程系统在效率上提高了30%～50%,涂胶轨迹更加均匀,能够更好地满足高精度生产需求。     

Towards a haptic virtual coordinate measuring machine

In this paper, a novel coordinate measuring machine (CMM) inspection path planning environment, named haptic virtual coordinate measuring machine (HVCMM), is proposed, which makes use of haptic modeling technique for CMM off-line programming. HVCMM is an accurate model of real CMM, simulating a CMM’s operation and its measurement process in a virtual environment with haptic perception. It enables CMM off-line programming to take place exactly as if an operator were in front of a real CMM and moving a real CMM probe. To generate the inspection path of a part, teach pendant programming is made by pointing a probe at the 3D computer-aided design (CAD) model of a part using a haptic device. With the HVCMM system, it is much easier to generate collision-free probe path than using other off-line inspection planning methods. Furthermore, when a contact occurs between the CMM and the object, a force is generated based on a proposed mechanics model besides visually showing the contact in the HVCMM environment. Surface voxel is used for quick collision detection. The HVCMM not only facilitates the inspection path planning, but also speeds it up. The proposed HVCMM can also be used for the training of CMM operation.     

机器人弧焊成形系统中离线自动编程

目前的机器人离线编程系统大多采用图形示教方式建立机器人运动路径,然而这种编程方式对于复杂路径来说工作量仍是相当大的,而且对于路径规划直接计算得出的机器人位置数据及弧焊操作指令无法方便地形成机器人程序(relative job,JOB).文中以弧焊机器人为对象进行了离线自动编程的研究.利用MOTOMAN机器人的相对JOB数据交换格式,实现了MOTOMAN机器人相对JOB的离线自动编程,自动生成机器人程序.离线自动编程模块通过ODBC接口从弧焊成形系统中相应的规划数据库取得指令代码及数据,充分发挥数据库的优势,有利于离线编程系统的扩展.结果表明,研究的离线编程运行稳定,机器人动作连贯,焊接路径与设计吻合.     

壳体曲面的机械臂喷涂路径规划方法研究

机械臂喷涂轨迹依靠示教模式与离线编程系统生成,人工示教需要多次实验调整,费时费力,传统的路径规划方法较难捕捉复杂的壳体外表面的特征,喷涂路径仍然依赖于操作者经验,所以应用一种新型机械臂喷涂轨迹规划方法来实现壳体外表面的喷涂,应用改造K_means聚类算法将曲面分成数个较为简单的子片,以涂层均匀性为目标确定子片喷涂轨迹与喷枪模型参数,将子片之间的连接顺序定义为旅行商(Traveling Salesman Problem,TSP)问题,应用蚁群系统对子片喷涂顺序进行搜索,实验结果表明该方法能够生成所有子片的完整的喷涂路径,并且在喷涂时间上具有明显优势。     

粒子群-蚁群融合算法的机器人路径规划

为了提升移动机器人在全局静态环境下搜寻到达指定目标点的最优路径的能力,提出一种粒子群算法和蚁群算法改进求解路径规划问题的融合算法。改进算法针对粒子群算法易陷入局部极值,利用蚁群算法获得全局最优路径;设置标识栅格,提升路径安全度;同时引入活跃因子增加粒子速度的多样性,根据粒子群算法最优解调整路径上信息素分布,解决蚁群算法中初始信息素缺乏的问题。融入简化算子,对路径做进一步处理,优化路径长度。仿真结果表明,融合算法具有较强的安全性以及改善了算法寻找最优解的能力。     

复杂型面数控抛光系统的研究与开发设计

为缩短复杂型面数控抛光的周期,提高加工效率和降低编程难度,设计出了一款面向复杂型面的自动抛光数控编程系统。重点以自动抛光数控编程系统为开发目标,分析系统需求,设计系统整体框架和操作流程;利用Solidworks二次开发技术,以动态链接库文件形式进行开发,完成文件管理、轨迹生成、数据提取与规划、后置处理和加工仿真功能模块设计,各功能模块相互独立;详细分析了抛光轨迹数据提取过程与算法设计,并进行了刀路优化。最后将手机壳作为抛光工件,对系统功能进行仿真测试,验证了抛光系统的可行性与实用性。