3-(2SPS)并联机床数控编程后置处理

并联机床在进行运动控制时,必须通过位置反解模型,将刀具位姿及速度信息变换为伺服系统各杆杆长的控制指令,所以传统的数控代码不能直接应用在并联机床上。并联机床后置处理器的功能是根据刀位数据文件和机床特性文件,得到机床数控系统能够接受的程序代码。介绍了一种三平动并联机构-3-(2SPS)并联铣床,基于此机构阐述其后置处理,并研究其后置处理过程的一些关键算法。     

基于CAXA数控车的自动编程后置处理技术研究与应用

通过对CAXA数控车后置处理技术的分析研究,结合特定的机床把系统生成的刀具轨迹转化成机床能够识别的G代码指令,生成的G代码指令可以直接输入到数控机床用于加工,可以设置不同的机床参数和特定的数控代码程序格式,优化设置过程。针对特定的机床,结合已经设置好的机床配置,对后置输出的数控程序的格式,使过程更加清晰易懂,简化自动编程,总结出合理的参数配置,很大程度地提高了工作效率,也实现了数控加工的完全自动化。为数控车编程提供了技术支持,具有现实意义和实际应用价值。     

虎克铰工作空间研究及其在6-HTRT并联机器人中的应用

虎克铰作为一种能够提供两个自由度的铰链机构，在各种机构形式的并联机器人中得到了广泛的应用。对虎克铰的工作原理和工作空间作了研究和仿真，研究结果用于6－HTRT并联机器人的尺度综合，使得并联机器人的工作空间范围不受虎克铰运行副转角范围的限制，工作空间体增大，并联机器人的工作空间算法限制因素减少，运动控制算法简单，提高了并联机器人机构性能。     

双转台五轴立式机床专用后置处理算法

通过分析WABECOH双转台五轴立式数控机床各轴的运动关系,建立各轴运动关系的数学模型,并开展机床运动学求解,给出了该五轴机床后置处理的转动角度和坐标变换计算公式。根据转动角度和坐标变换的计算公式,利用C++语言开发了WABECOH五轴数控机床专用后置处理程序,基于所提后置处理方法进行了叶轮类复杂零件的加工仿真与实验验证。结果表明,所开发的专用后置处理软件生成的数控代码可以满足该机床五轴联动的要求,较好地解决了该类机床的后置处理问题。     

DMU50 eVolution非正交五轴机床的后置处理研究

由于DMU50 eVolution五轴加工机床具有高精度、高性价比,因此被广泛使用。然而机床工作台的B轴与机床的Y轴不重合,属于非正交结构,使得加工程序的后置处理相对困难。通过对双转台五轴机床开展结构分析,对任意刀具轨迹数据点,先求解出机床双转台的B轴和C轴后置处理转角大小,然后利用求解出的转角大小,通过坐标变换,求解出该刀具轨迹数据点对应的机床位置。利用后置处理算法开发了DMU50 eVolution五轴机床程序后置处理软件,该软件可将UG软件编制的加工程序转换为通用G代码程序。     

五轴工具磨床通用后置处理研究

数控机床后置处理能将刀位轨迹转换为机床数控加工程序,其先进程度对零件加工质量和效率有重要影响。目前五轴工具磨床后置处理大都专机专用或另外购买专用后置处理模块。通过对五轴工具磨床的结构类型分析,建立通用五轴工具磨床运动模型,并采用机床运动创成函数将砂轮的位姿转换为机床各轴的运动量,从而得到五轴工具磨床通用后置处理方法,提高了五轴工具磨床后置处理算法的通用性。     

五轴联动数控机床的后置处理方法

后置处理是数控编程的重要环节 ,它的作用是将 CAM系统生成的刀轨文件转化为机床的加工代码。五轴联动的后置处理涉及到刀位文件的转角计算和坐标变换计算 ,坐标转换关系比较复杂 ,本文研究了立卧两种状态的五轴联动数控机床的后置处理 ,在分析了机床坐标系和工件坐标系关系的基础上 ,推导了坐标变换公式 ,并开发出了相应的后置处理软件 ,其结果满足五坐标联动后置处理的要求     

经济型五轴数控机床后置处理系统研究与应用

在双转台五轴数控机床结构的基础上,通过分析机床结构坐标系和CAM加工坐标系的关系,建立其机床加工刀头运动轨迹的数学模型,推导出该类型机床的后置处理转角计算公式和坐标转换计算公式。根据推导结果,在UG/PostBuilder通用后置处理器的基础上,针对不同类型五轴联动数控机床选配特定数控系统,设定机床参数、程序和刀轨参数、NC代码格式设置,编制了双转台式五轴数控机床的专用后置处理程序,经实际加工验证可以满足经济型五轴联动后置处理的要求。     

用七轴并联机床加工叶片及后置处理技术

根据六轴并联机床加工汽轮机叶片存在的问题，提出在机床工作台上串联一个数控转台，实现七轴联动，以提高叶片加工的质量和效率，并提出了用七轴并联机床加工叶片的加工方案和加工工艺；提出了利用Uni-graphics(UG)进行叶片的辅助加工，包括生成叶片的三维造型、进行刀具轨迹编程和加工仿真；提出了在UG/POST的基础上开发面向并联机床的后置处理器的方法，以及七轴并联机床加工的后置处理算法。     

基于后置处理五轴刀具半径补偿方法

为解决不具备五轴半径补偿功能数控系统端铣加工过程中刀具半径补偿问题,提出一种基于后置处理五轴刀具半径补偿方法。首先,研究五轴刀具半径补偿的基本原理,针对常用的三种类型端铣刀,如球头刀、平底刀和环形刀,分别推导出其刀具半径补偿方向和补偿后刀位点的矢量方程。其次,以摆头转台类五轴数控机床为例,建立前置刀位数据与机床各轴运动数据之间的关系方程,结合补偿后刀位点的矢量方程,推导出补偿后的刀位数据与机床各轴运动数据之间的关系方程。然后,利用Visual C++6.0开发出一种带有刀具半径补偿功能的后置处理软件,该软件不仅可以直接生成半径补偿后的数控加工程序,而且可以生成带有半径补偿宏变量的数控加工程序。最后,以航空发动机叶片为例,利用VERICUT软件进行加工仿真,结果表明该方法的正确性和有效性。可见该方法能够方便实现不具备五轴半径补偿功能数控系统的五轴刀具半径补偿,避免刀具半径尺寸改变后必须返回CAM系统重新生成刀轨和再次进行后置处理的繁琐过程,从而缩短零件总加工时间和提高数控加工程序可重用性,具有较强的实际应用价值。     

面向并联机床的后置处理方法研究

在通用CAD/CAM 软件和后置处理软件的基础上,提出了面向2～5自由度并联机床的通用后置处理方法,并编写了面向5-UPS/PRPU并联机床的后置处理程序;在5-UPS/PRPU并联机床上进行了五角星零件的加工实验,验证了后置处理方法的可行性和正确性.     

Post-Processor Development for a Six Degree-of-Freedom Parallel-Link Machine Tool

A coordinate system with multiple non-orthogonal axes, defined for a parallel-link machine tool is very different from that for a conventional serial-type machine. Therefore, a special post-processor that can automatically transfer the cutter location data (CL-data) into machine specific NC commands is essential for real machining applications of a parallel-link machine tool. Parallel-link machine tools have been investigated by many previous workers. However, work on the theory of post-processors for this machine tool is very sparse, and most is focused on the orthogonal serial motion. The potential benefits of the parallel-link machine tools make work necessary and urgent on the transformation of the CL-data from a CAD/CAM system into NC commands for special parallel-link machine tools. A six degrees-of-freedom (DOF) parallel-link machine tool constructed as a 6-3-3 mechanism was selected in this work to investigate the theory of post-processing, and the effects of the cutter shapes and the machine construction on it. The parametric representations of different cutter shapes defined by the DIN standard were adopted in the work, increasing the usefulness of the post-processor theory developed. Specific parameters must be modified in the post-processor for different tools applied for real cutting. The tilt angle and yaw angle of the cutter, relative to the normal direction of the cutting surface, is also included in the theory. Finally, the NC code is generated using LabVIEW software, and simulations were performed to investigate the correctness based on several designed tool paths.     

5-UPS/PRPU 5自由度并联机床运动学分析

介绍了一种新型的5-UPS/PRPU5自由度并联机床,定平台通过五个结构完全相同的驱动分支UPS分支以一个约束分支PRPU分支与动平台相连接。该机床可以实现三维移动和两维转动,PRPU分支关节变量反映了动平台位姿,为实现闭环控制提供了条件。通过对其运动学进行分析和计算,确定了中间分支对动平台的约束运动,建立了该机床的运动学反解方程和雅可比矩阵,并通过机床样机试验验证了理论分析的正确性。     

新型5自由度并联机床运动控制算法研究

在分析 5 UPS/PRPU 5自由度并联机床机构的基础上 ,介绍了并联机床运动控制的基本原理 ,确定了具体的运动控制算法 ,将输入控制系统的数控刀位数据转化为驱动轴的控制指令 ,从而实现对机床加工过程中刀具位姿的控制。根据该算法编制的数控软件已成功地应用于实际的并联机床控制 ,取得了较好的效果。     

Post-Processor Development of a Hybrid TRR-XY Parallel Kinematic Machine Tool

A hybrid 5-degrees-of-freedom parallel kinematic machine tool constructed using the TRR-XY mechanism has been used to investigate the theory of post-processing. The effects of the cutter shapes and machine construction on the post-processing are investigated. Some specific parameters only are required to modify the post-processing for the different tools used in real cutting. The tilt angle and yaw angle of the cutter relative to the normal direction of the cutting surface are included in the investigation. The parametric representations of different cutter shapes defined by the DIN standard were also adopted in the derivation. The generality of the post-processor theory developed was then increased. Finally, NC code has been generated using LABVIEW software. Simulations are performed to verify the correctness of the work based on several designed tool paths.     

5-UPS/PRPU五自由度并联机床精度分析

介绍了一种新型的5—UPS/PRPU五自由度并联机床，采用矩阵法建立了该并联机床的误差模型，利用蒙特卡洛技术模拟分析了驱动杆杆长误差、球铰以及虎克铰间隙对终端平台误差的影响，最合对机床的精度进行了实例分析，为该机床样机的顺利研制奠定了基础。     

基于边界元法的混联数控机床整机结构动态特性解析

基于边界元法研究混联数控机床整机结构动态特性的解析和建模方法。首先采用粱单元、集中质量单元、弹簧单元及结合部单元建立混联机床整机结构动力学模型，基于边界元方法建立各单元的动力学方程式，通过单元合成方法推导出混联数控机床整机结构动力学方程，用频率扫描法得到整机结构的固有频率。基于所建立混联机床结构动态特性解析方法，开发相应的整机动态特性解析软件，实验证明，所建立混联机床整机动态特性解析方法及开发的软件是可靠的，不仅可以为混联数控机床加工过程中回避薄弱位姿状态提供依据，而且可以为混联数控机床的结构设计提供理论依据，对提高混联数控机床的设计水平具有重要意义。     

弧面分度凸轮的非等径数控加工自动编程

弧面分度凸轮廓形的非等径加工自动编程,能够及时有效地补偿刀具尺寸的变化,保证加工精度,降低刀具费用.文章介绍了在三轴联动数控机床上加工弧面分度凸轮时,非等径加工刀具轴线的确定、编程坐标换算和自动编程应用程序框架,并给出了非等径加工程序实例.     

5-UPS/PRPU五自由度并联机床的性能分析

针对一种新型五自由度并联机床机构利用雅克比矩阵的条件数作为衡量机构灵巧度的指标,考虑到线速度与角速度和力与力矩的不同量纲,分别给出了不同的灵巧度指标,分析了它们在工作空间内的分布情况,为该机床的设计和实用化奠定了理论基础。     

基于五坐标数控圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理

从微分几何学的角度,探讨了在五坐标数控机床上采用圆柱形刀具线接触加工自由曲面的几何学原理,分析了刀具面与被加工曲面二阶密切的条件。通过对二次型半正定的判别,求得了刀具轴线的位置,给出了点邻域内三阶离差的计算公式,证明了圆柱形刀具与被加工曲面的密切条件等价于刀具轴线与被加工曲面的等距面的密切条件,通过实例验证了所提方法的正确性。