4SPS+SPR和2UPU+SPR并联机床法向加工3D自由曲面仿真

为了方便、高效地对5自由度4SPS+SPR和3自由度2UPU+SPR并联机床法向加工任意3D自由曲面进行仿真分析,利用SolidW orks软件对两种并联机床三维实体建模,通过CAD变量几何法,首先建立4SPS+SPR和2UPU+SPR并联机构的模拟机构,其次在模拟并联机构动平台上构造任意3D自由曲面和刀具加工轨迹的引导平面,然后保持刀具与自由曲面垂直,便得到两种并联机床的模拟机构,最后给定加工路径,与并联机构合成,各驱动杆长和动平台的位姿便能自动求解和动态显示。结果表明:CAD变量几何法不仅简单直观,而且省去了大量的编程计算。     

基于变量几何法的两种并联机床法向加工自由曲面仿真

采用CAD变量几何法,用两种新型5自由度3SPS+RRPU和2SPS+RRPRR并联机床对任意3D自由曲面进行法向加工。通过CAD几何约束和尺寸驱动技术,首先建立两种并联机床的模拟机构,再在并联机构动平台上构造任意3D自由曲面和刀具轨迹的引导平面,与并联机构合成,得到模拟并联机床。保持刀具与自由曲面垂直关系,给定加工路径,各驱动杆长和动平台的位置能自动求解和动态显示。结果表明:CAD变量几何法不仅简单直观,而且省去了大量的编程计算。     

4SPS+SPR并联机器人运动学参数的变量几何法求解

利用计算机辅助几何约束、尺寸约束和尺寸驱动技术,用于实时求解一个含有欧拉角的5自由度4SPS+SPR并联机器人的运动学参数。首先构造其模拟机构,得到其位姿解;其次,在此基础上进一步构造线速度/线加速度和欧拉角速度/角加速度模拟机构,得到其线速度/线加速度及欧拉角速度/角加速度解。当改变驱动参数时,模拟机构也随之变化,自动求解各项运动学参数。结果表明CAD变量几何法不仅快速直观,而且准确可靠。     

用密切曲率法加工自由曲面

采用中凹盘铣刀取代传统的球头铣刀,在每一行程中让刀具运动形成的包络面与被加工表面之间在垂直于进给方向的法向截面中达到三阶密切,从而大大减少走刀次数,增加切削宽度,提高加工效率,本文给出了边界不受限制的单张曲面的刀位及刀具轨迹的计算方法。     

2SPS+RRPRR并联机器人实时速度加速度的变量几何法求解

以有限差分原理为基础,利用计算机辅助几何约束和尺寸驱动技术,构造含有欧拉角的5自由度2SPS+RRPRR并联机器人模拟机构,得到其位姿解。在此基础上进一步构造线速度/线加速度和欧拉角速度/角加速度模拟机构,得到其线速度/线加速度及欧拉角速度/角加速度解。当改变驱动参数时,模拟机构也随之变化,自动求解各项运动学参数。结果表明CAD变量几何法不仅快速直观,而且准确可靠。     

用二阶密切曲率法加工自由曲面

采用二阶密切曲率法,即采用中凹的盘形铣刀取代传统的球头或鼓形铣刀,在每一行程中让刀具轴线相对于工件按特定的规律摆动,使得在垂直于进给方向的法截面中,由刀尖轨迹形成的包络面与理论曲面的法截线具有相同的1阶～2阶导数,从而在保证加工精度不变的前提下,使切削带宽度大幅度增加,提高加工效率。主要讨论了刀位及刀具轨迹的算法。     

并联机床加工船用螺旋桨及CAM技术研究

主要研究用并联机床加工整体式船用螺旋桨的技术以及用CAD／CAM系统进行螺旋桨辅助加工的方法。研究了并联机床加工螺旋桨的工艺方案，提出了加工螺旋桨的并串联多轴数控加工系统，分析了螺旋桨数控加工的工艺过程；介绍了在UG／CAM环境下进行螺旋桨加工的刀具轨迹编程和用Vericut加工仿真系统进行加工仿真的方法和过程；并进行加工实验。用于加工螺旋桨的并联机床具有结构简单，造价低和占地面积小等优点，具有广泛的应用价值和发展前景。     

一种2SPS+UPR并联机构的位置与工作空间分析

对2SPS+UPR并联机构进行了分析研究。运用解析几何中的坐标变换理论,求得了该机构位置反解的显式表达式,利用数值仿真验证了位置反解数据;采用CAD变量几何法确定了该并联机构的工作空间边界曲面,并利用小型CAD软件对工作空间进行了三维可视化描述,从而给出工作空间一种有效的计算方法。     

自由曲面数字化磁性磨粒光整加工机床

介绍一种自由曲面数字化磁性磨粒光整加工机床,着重介绍其原理、结构、组成、工具、磁性磨料、曲面数字化测量和编程方法。该机床通过对模具曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸在工具磁极上的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁性磨粒作高速旋转,实现工件自由曲面光整加工的自动化。     

自由曲面微铣刀加工路径建模与仿真

为提高微小自由曲面数控加工精度与效率,对选择高效的自由曲面微铣刀加工路径进行了研究和讨论。在UG软件中,不同的加工模式对于自由曲面可得到不同的加工路径。首先,建立自由曲面模型并选定加工参数;然后,选用三种不同的加工方法,分别跟随周边、单向和往复,对三种加工路径进行铣削加工编程与仿真,分析了不同加工路径过切量与欠切量的结果,并对每种路径的加工时间进行了比较;最后,根据仿真及分析结果确定了具有较好加工精度和高效的加工路径。仿真结果表明,单向方式的加工路径可获得最小过切量,而往复加工路径可获得最小的欠切量。在加工时间方面,三种加工路径跟随周边、单向和往复的铣削时间分别为53s、115s和65s。通过对三种路径的分析与比较,选择高效的加工路径,帮助提高生产效率和加工精度。     

自由曲面数控加工路径规划的研究

论述了自由曲面数控加工路径规划对加工效率的影响,讨论了目前刀具轨迹算法的优缺点。针对自由曲面走刀方向数控加工的研究,建立了简化的刀具轨迹时间模型,并对路径规划的系统进行了讨论。     

并联机床加工性能的实验研究

研究和验证了BJ-04-2(A)型并联机床的加工精度与加工表面粗糙度。研究手段是选择国家标准样件进行加工实验,样件加工采用一次装夹,运用端面铣削、侧刃铣削、钻削和镗削的方法加工而成。实验数据结果的分析表明,BJ-04-02(A)型并联机床加工精度中,直线度基本满足国家标准的要求,其它精度指标则未达到标准的要求,加工的表面粗糙度相当令人满意。     

面向新型并联机床的NURBS曲面直接插补算法研究

提出了以四自由度空间并联机构作为主进给机构 ,辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种新型并联机床的配置方案。推导了并联机床位置、速度逆解模型 ,设计了面向该并联机床的CNC系统方案。构造了由刀具轨迹计算、位置与速度逆解模型和PVT细插补模式相结合的NURBS曲面直接插补算法 ,并讨论了CNC系统方案实施中的关键技术     

并联机床数控加工过程仿真方法的开发

针对六自由度数控铣床－并联机床的数控加工,本文提出一种新的加工过程仿真算法。该算法基于观察坐标系,利用扫描线算法在精度范围内表示工件和刀具,从而将复杂的三维布尔运算简化的一维布尔运算。笔者在微机上利用ＶＣ＋＋,根据这种新算法,开发出并联机床数控加工过程仿真系统,实现了并联机床数控加工过程仿真。     

基于UG的虚拟机床运动学建模与仿真

数控机床的运动学建模是实现数控机床虚拟加工的一个底层关键技术.基于UG强大功能模块,通过对数控机床及系统的运动学建模从而实现数控加工过程的虚拟仿真,为检验数控加工程序的正确性提供了新的方法.     

A、C双摆头型五轴机床工作精度检验方法研究

结合NAS979圆锥台试件对A、C双摆头型五轴机床工作精度检验方法进行了研究。制定了包括装夹方法、刀具、切削参数在内的加工工艺;运用NX8.0软件生成了刀具轨迹;基于NX8.0构建了适用于西门子840D系统的A、C双摆头型五轴机床后置处理器,利用其生成了加工程序;用VERICUT软件对加工程序进行了仿真;对试件进行了实际加工与检测,精度合格。通过研究总结出了用NAS979圆锥台试件对A、C双摆头型五轴机床进行工作精度检验的方法。     

并联机床运动仿真与运动学分析的新方法

为了不建立数学模型完成并联机床机构的运动仿真和运动学分析，提出综合利用CAD软件所具有的装配约束和尺寸驱动功能实现运动仿真和运动学分析的方法。给定刀具位置与姿态的驱动尺寸和杆件长度的被驱动尺寸，在装配约束作用下驱动尺寸带动整个机构运动，实现运动仿真，记录杆件长度的被驱动尺寸，得到杆长的值。用Matlab软件拟合杆长数据，得到刀具位姿（驱动尺寸）与每个杆长值（被驱动尺寸）的拟合曲线和拟合方程，求解了杆件的速度和加速度方程。计算机模拟结果表明，并联机床运动仿真与运动学分析方法简捷直观，速度快，求解精度高，可完成其他多自由度并联机构的运动仿真和运动学分析，是并联机构的运动仿真和运动学分析的有效工具。