镜像铣支撑端与铣削端之间的碰撞检测算法研究

双五轴镜像铣机床是提高蒙皮、壁板等大型薄壁件加工质量的新型设备,铣削端与支撑端均采用卧式龙门五轴结构,且镜像分布于加工工件两侧。在加工过程中,铣削端与支撑端同步运动,因此它们之间的碰撞检测是实现安全、稳定加工的保障。采用基于包围球的AABB包围盒模型与GJK算法,分别建立了双五轴镜像铣设备的运动模型以及防碰撞算法。首先,通过分析AABB包围盒和包围球的优缺点,提出一种将AABB包围盒与包围球相结合的包围体,从而建立支撑端和铣削端的全尺寸模型;其次,分析包围盒碰撞检测方法与GJK算法的特点,给出双五轴镜像铣防碰撞算法;最后,使用OpenGL对建立的模型与防碰撞算法进行仿真验证,结果表明该模型与算法是有效的。     

弹簧卷绕仿真系统中的碰撞检测

由于数控卷簧机卷绕刀具较多且刀具的运动时序较为复杂,因此对刀具之间可能发生的碰撞进行检测尤为重要。结合弹簧卷绕的动作特点,采用基于轴向包围盒的碰撞检测算法对可能产生碰撞的物体在仿真系统中进行了碰撞检测,对包围盒的表示、干涉及碰撞响应等作了阐述。实验表明,系统增强了仿真画面的真实感和实用性,操作者可以根据碰撞仿真结果进行处理,从而有效避免了在实际卷簧过程中刀具间可能产生的相互碰撞。     

基于包围盒的机床碰撞检测系统算法研究

碰撞检测是数控机床防碰撞系统的核心技术,基于包围盒的碰撞检测算法是一种比较有效的碰撞检测算法.介绍了基于OBB层次包围盒算法开发的数控机床碰撞检测系统,并针对机床模型的特点,提出了算法的一种优化方法.     

大型螺旋桨五轴加工中基于方向包围盒层次树的全局干涉碰撞检测

针对大型螺旋桨五轴加工中重叠区存在的全局干涉碰撞，构建了一种基于动态OBB层次树的检测算法：建立螺旋桨和特殊铣刀头的方向包围盒层次树，利用多刚体系统的运动学理论，获得螺旋桨和特殊铣刀头在每个加工位置处包围盒的动态坐标变换矩阵，根据分离轴理论，实现每个加工位置的全局干涉碰撞检测。通过包围盒分组以及运动趋势判断，提高了全局干涉碰撞检测算法的效率。     

一种基于包围盒技术的机械臂碰撞检测算法

为满足机械臂碰撞事件检测的速度和精度要求,结合遥操作临场感系统自身特点,提出了一种简化的包围盒碰撞检测算法.该包围盒技术摈弃以往采用单一层次包围盒的方法,综合运用了空间分解技术、降维技术、包围球技术和AABB包围盒技术,将整个虚拟场景的碰撞检测工作分解为几个复杂度不同的部分,并在各个部分中采用不同的包围盒算法.研究结果表明,这种根据检测对象的特点采用不同检测手段的方法避免了部分冗余的检测工作,提高了碰撞检测的效率.     

碰撞检测中的层次包围盒算法研究

详细介绍基于层次包围盒的碰撞检测算法,并着重对各种包围盒进行分析比较.分析结果表明:包围盒的简单性和紧密性相矛盾,如何更好地兼顾简单性和紧密性成为选择包围盒的关键;应根据不同的碰撞概率以及对碰撞检测精度要求的不同,采用不同类型的包围盒和检测深度,以提高检测效率和适用性.     

三维紧凑布局设计的碰撞检测算法研究

对三维紧凑布局设计中遇到的有关碰撞检测的问题进行了研究,提出了一种改进的基于边界的碰撞检测算法。算法结合AABB包围盒和基于边界的碰撞检测,在对组件进行数据预处理的基础上,首先利用包围盒快速排除不相交的组件,再用包围盒排除不相交的点和边,缩小需要进一步检测的范围,然后进行精确的相交测试,确定组件是否相交及其相交位置;最后结合组件的拓扑结构和几何关系,计算并确定组件间的碰撞接触类型。通过虚拟仿真证明了该方法的可行性。     

一种折弯干涉检测算法

为了避免钣金折弯过程中工件自身碰撞、工件与机床碰撞以及工件与模具发生碰撞的问题,基于不规则物体的包围盒算法以及多坐标系矩阵变换理论,提出了一种可应用于折弯加工领域的干涉检测算法。经UG仿真实验表明,该算法可准确进行折弯加工中的干涉碰撞检测。     

基于可视锥理论的五轴加工刀具碰撞检验方法

针对复杂曲面数控加工中刀具与工件的碰撞问题,提出一种基于可视锥理论的刀具碰撞检验方法。根据点的可视性特点推导点的可视锥算法,对任意采样点进行可视锥模型构建,通过刀轴矢量与可视锥的布尔运算判断刀具与工件的碰撞,由此计算刀轴避免碰撞时应转过的最小夹角,并对旋转后的新刀轴矢量是否在机床刀轴可加工范围内进行检验。通过将该方法应用于整体叶轮加工中,可快速检验出发生碰撞的区域并对刀轴矢量进行修正,有效地解决了刀具在数控加工中的碰撞检测问题,为刀具路径规划提供了有效的检验方法。     

基于实体的数控车削碰撞仿真的研究与应用

为了避免在加工时刀具的运动干涉，主要对碰撞检测问题作了研究。分析了目前碰撞检测的主要方法，结合数控车削加工的特点，用仿真的方法构造实体的单元模型。采用剖面相交的三维投影算法判断碰撞发生．简化了碰撞模型，提高了仿真运行的速度。     

SIMULATION SYSTEM FOR FIVE-AXIS NC MACHINING USING GENERAL CUTTING TOOL

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并联机床数控加工碰撞干涉检验算法研究

由于并联机床与通用数控机床在结构上差别较大 ,因此在开发与其配套的CAD/CAM系统时 ,考虑到并联机床的结构特点 ,针对哈尔滨工业大学研制的并联机床BJ -30的结构形式 ,提出了并联机床的数控加工碰撞干涉检验算法。该算法较好地解决了刀具过切、少切 ,以及动平台与工件、刀具夹具与工件的碰撞等数控加工中较难解决的问题。仿真结果证明了该算法具有运算速度快、检验效率高等优点     

基于空间分层索引模型的数控加工碰撞检测法

文章提出了一种基于微机的用于实现数控加工碰撞检测的新方法。该方法的基本思路是：建立机床最大加工范围的分层空间索引模型；在各层内，将刀具截面收缩为刀轴上一点，同时相应放大碰撞检测另一方的截面，使两物体之间的三维碰撞问题转化成判断二维平面内一点与一封闭轮廓曲线相对位置的问题。文中举例说明了该方法在ＮＣ验证系统中的应用。     

A manufacturing model of helical groove on rotary burr and a universal post processing method

A systematic machining theory and precision method to determine cutter location in a grinding system is presented for rotary burr. First, the helical cutting edge on various kinds of revolving surfaces is built. Then, based on the geometry model of the helical cutting edge, the smooth spiral rake surface with constant normal rake angle and flank surface can been formed during the one-pass grinding process by this method. No interference between the grinding wheel and workpiece happens by the wheel special rotation. The method has the characteristic of detaching the grinding wheel path solution from specified machining conditions. The grinding wheel path is suitable for different NC machine tools through post processing. Meanwhile, a mechanism kinematic model of the NC machine tool is built, and a generalized algorithm for post-processing of multi-axis NC machine tools is presented. This model is applied to arbitrary configuration of NC machine tool, and the motion value for each axis will be generated by the inputting structure and motion parameters of the machine tool. The model, together with the machining method mentioned in this paper, make the calculation and generation of the grinding wheel path simpler and universal. At last, the validity of the method given in the paper is identified by an example of grinding.     

数控车床撞刀事故研究及防撞系统设计

分析了初学者在数控车床实训期间发生撞刀的问题,总结了撞刀的2个本质原因,即刀具快速撞向工件和切削力超过了刀具可承受的范围,提出了针对性的解决方案,设计了接触信号、进给速度信号和加工压力信号的检测系统,通过改造内部PLC程序,实现了基于PLC的防撞刀系统设计。改造后的机床有效地降低了撞刀的风险。     

面向虚拟制造的特种回转面刀具加工仿真系统

建立了面向虚拟制造的特种回转面刀具数控加工仿真系统的体系结构 ,并以砂轮与刀具为例对体系中不同对象间的碰撞干涉进行了讨论 ,推导了相应的检验算法。该体系将几何模型与物理模型相结合 ,较真实地反映了特种回转面刀具数控加工的实际情况 ,提出了新的高效判交算法 ,可有效地提高检验效率     

基于虚拟加工技术的数控程序优化

针对传统数控程序中进给速度固定限制加工效率的缺点,开发了面向粗铣加工的数控程序优化系统。系统基于虚拟加工技术,能完成数控程序驱动下的切削过程仿真、切削力预测、碰撞检测等。系统利用粒子群进化算法,在满足加工条件的下,实现了数控程序中进给速度和主轴转速的优化,数控程序加工效率得到显著提高。     

基于CAXA数控车间解决方案的DNC通讯系统的应用

数控机床作为数控加工车间的核心和网络化制造系统中最基础和最底层的设备,其联网方案已经成为网络化制造中的重要环节。本文在介绍了CAXA数控车间解决方案的内涵和为企业提供不同层次解决方案的基础上,采用了基于CAXA数控车间的分布式数控（DNC）通讯系统,该系统可用1台计算机同时与多台具有RS232串口的数控机床进行实时数据通信,并实现数控代码的远程传输与接收,为企业网络化制造、高自动化生产奠定良好底层技术基础。系统已在企业成功应用并取得良好效果。     

Real-Time Prediction of Workpiece Errors for a CNC Turning Centre, Part 1. Measurement and Identification

This paper analyses the error sources of the workpiece in bar turning, which mainly derive from the geometric error of machine tools, i.e. the thermally induced error, the error arising from machine–workpiece–tool system deflection induced by the cutting forces. A simple and low-cost compact measuring system combining a fine touch sensor and Q-setter of machine tools (FTS FQ) is developed, and applied to measure the workpiece dimensions. An identification method for workpiece errors is also presented. The workpiece errors which are composed of the geometric error, thermal error, and cutting force error can be identified according to the measurement results of each step. The model of the geometric error of a two-axis CNC turning centre is established rapidly based on the measurement results by using an FTSFQ setter and coordinate measuring machine (CMM). Experimental results show that the geometric error can be compensated by modified NC commands in bar turning.     

数控加工中刀具的选用

随着数控设备的逐年增加,数控加工逐渐成为零件加工的主要方式,为了提高数控设备的加工精度和效率,首先要合理的选用刀具和切削用量,现在数控加工多采用标准的机夹式刀具,由专业的厂家制造,对于操作者来说主要的任务是选择适合的刀具和切削参数,充分发挥刀具的效能.本文从实际应用的角度出发.详细介绍了数控刀具的种类、选用方法和切削用量的选用原则,对实际生产具有一定的指导意义.