基于运动学约束的刀轴矢量优化研究

针对五轴数控加工中由于避免全局干涉而带来的刀轴矢量变化过大的问题,提出了向前、向后修正的平缓过渡方法,优化刀轴矢量的变化。建立了机床旋转轴角速度约束条件,并且在每一刀触点处建立进给坐标系,通过在进给坐标系下调整已有刀轴矢量的倾角和摆角使得相邻刀触点间的刀轴矢量变化满足机床旋转轴运动学要求,保证刀具轨迹上进给率的连续性。算法仿真和算例分析表明,所提出的方法合理可行,能使刀轴矢量变化光顺,保证了加工过程的平稳和高效。     

数控刻楦中刀轴矢量平滑化及仿真

为了解决数控刻楦中刀轴矢量方向相对鞋楦表面法向频繁变换而造成冲击或发生干涉等问题,提出一种刀轴矢量平滑化插值方法。在确定刀触点的情况下,根据鞋楦表面的微分几何性质确定刀轴矢量方向。采用空间矢量光滑插值方法获得一系列中间位置刀轴矢量使刀轴变化较均匀：根据鞋楦误差要求,采用几何变换方法分析切削工步的起始和结束刀触点处的刀轴矢量变化状况。据此估计刻楦误差。以某规格鞋楦数控刻制过程为例对刀轴矢量光顺化方法进行仿真。结果表明,该方法可以避免刀轴方向频繁变换,并有效地提高加工精度。     

数控机床仿真软件二次开发的新技术

复杂自由曲面的加工,数控机床运动部件之间容易发生干涉,为了满足工程实际需要,以五轴数控加工的仿真为核心研究内容,仿真过程中结合大型UG软件强大的几何造型功能,建立五坐标机床数控仿真模型,读取数控加工的G代码,经翻译并转换为机床运动部件之间的运动,对五轴联动数控机床加工复杂零件的加工过程进行了三维仿真,动态地显示机床、工件及刀具的运动,对各个运动部件之间进行干涉检查,并进行软件二次开发,读取数控G代码指令驱动机床各轴运动,对加工过程进行动态的仿真以验证数控程序的正确性,检测加工过程中的干涉和过切,避免机床和工件的损坏,大大地提高了生产效率,降低了生产成本.     

编程与实际加工在刀轴矢量上偏差的策略

在球刀加工曲面的数控加工中,针对实际加工的刀轴矢量有时会发生与编程的刀轴矢量不一致的情况,通过分析程序数据原理和刀轴方向的几何关系,找到了解决这类问题的办法以及需要注意的事项,在实际操作中得到灵活运用,收到了良好的效果。     

基于刀具姿态控制的指令点插补算法

为克服五轴数控加工中忽略刀具姿态控制所带来的旋转轴速度和加速度不连续等问题,提出一种基于刀具姿态控制的五轴数控加工指令点插补算法。该算法根据给定的数控加工程序确定刀尖点位置集合和刀轴矢量集合,分别采用样条曲线对离散刀尖点和刀轴矢量进行拟合,得到刀尖点曲线和刀具姿态曲线,在此基础上进行指令点插补。实验结果表明,该算法能够将离散刀轴矢量拟合成位于单位球面的二阶连续曲线,保证旋转轴速度和加速度的连续性。     

基于NCSIMUL的轴流泵叶轮五轴仿真加工技术

轴流泵叶轮在五轴联动加工过程中,机床、夹具、刀具及工件之间容易发生碰撞干涉和过切等现象,影响零件的加工质量,甚至影响机床的精度和性能。为了提高机床运行的可靠性,预测加工过程中可能出现的程序错误和数控机床的安全隐患,必须提前对刀位文件和机床运动进行仿真验证。以轴流泵叶轮零件为例,通过NCSIMUL数控仿真系统对数控加工程序进行验证和对比分析,从而提高零件的加工效率。     

基于VERICUT的变螺距螺杆多轴数控加工仿真研究

针对变螺距螺杆在多轴机床上加工难度大、加工过程复杂的问题,研究了变螺距螺旋线的直接插补算法,并根据刀具加工螺杆时的空间几何关系对刀具刀位点进行求解,得到了设计数控加工程序所需要的全部信息;通过定制变螺距螺杆在VERICUT软件中的加工仿真环境,实现了螺杆的加工仿真过程。该仿真可以在保证刀具轨迹的正确性的前提下,有效的避免干涉和碰撞,可以代替零件在实际加工中的试切过程,提高螺杆加工的效率和安全性,为变螺距螺杆的多轴数控加工提供了参考。     

VERICUT仿真技术在五轴数控联动加工中的应用研究

为了解决复杂零部件在五轴数控联动加工过程中出现过切或干涉、导致影响零件或机床精度的问题。以铣刀盘零件加工为例,通过VERICUT数控仿真系统进行程序验证和优化,保证了数控程序运行的可靠性和机床的安全性,优化了数控加工程序,节省了加工时间,提高了生产效率。     

基于UG和VERICUT的航空薄壁件数控加工与仿真研究

针对某航空薄壁件的结构特点和加工难点进行分析,合理设计装夹方式,并进行工艺编制。基于UG软件进行零件的数控加工编程,生成刀具轨迹及NC程序,通过VERICUT仿真平台对该航空薄壁件进行仿真加工,检验数控程序的正确性,并对数控加工参数进行优化,避免实际加工中机床与零件发生碰撞或干涉等情况。实践结果表明该方法提高了加工效率。     

面向虚拟制造的数控加工仿真系统的研究与实现

结合虚拟制造技术对数控加工仿真系统进行了研究。通过对加工系统三维几何模型、运动模型、物理模型的构建，以及数控代码解释和加工过程仿真等模块的设计，开发了面向虚拟制造的数控加工仿真系统软件。该系统在NC代码的驱动下运行，可直观地观察加工过程中数控机床部件运动和零件的成形过程，验证代码的正确性，防止实际加工过程中的干涉、碰撞等故障的发生。仿真效果真实感强、实时性好。     

HPM 1850U虚拟机床的构建与多轴数控加工仿真验证

HPM 1850U机床是一种能进行高速高精度加工的五轴联动加工中心,由于其结构复杂,主轴灵活且还可进行立卧转换,所以在数控加工过程中存在无法人为判断数控程序的正确性和刀轴的干涉碰撞等问题。为解决此问题,利用三维软件搭建了1850U机床实测尺寸模型,并在数控虚拟仿真加工软件VERICUT中构建该机床的虚拟仿真环境,以某叶轮为例,验证了该虚拟仿真环境的正确性。结果表明:该机床的虚拟仿真环境可实现数控加工过程动态仿真,也可以验证刀具轨迹和数控程序的正确性,并同时检验刀轴干涉的碰撞,从而缩短产品生产周期,提高生产效率,并且为其他同类型多轴机床虚拟仿真提供技术支持,也为数字化集成制造提供了虚拟仿真机床和技术。     

工件旋转与刀轴摆动数控加工关键技术研究

研究工件旋转与刀轴摆动五轴联动数控加工过程中,进给轴之间的协调、插补方式的选取、刀轴矢量与转角和摆角间的换算、刀位点从工件坐标系向工作坐标系转换的坐标变换关系、刀轴摆动导致基准点与刀位点之间的位置补偿、后处理器开发和刀位文件的后处理等关键技术,为多轴联动数控加工编程技术提供了参考.     

基于VERICUT的多轴联动数控加工仿真

采用多轴联动数控机床加工时,NC程序编写和检测难度较大。为了验证NC程序的正确性和保证加工质量,需构建虚拟加工仿真系统。利用VERICUT先进的数控加工仿真功能,以DMC60TR为原型,构建五轴数控虚拟加工仿真平台;针对机床建模仿真中的技术难点提出相应的解决方案,实现了加工过程的仿真。结果表明:通过数控仿真验证了NC程序的正确性,提高了加工效率,为多轴联动数控机床的建模仿真提供了指导。     

整体叶轮五轴加工刀轨规划与仿真加工及优化

针对整体叶轮曲面复杂、叶片薄、流道深,加工时易发生干涉,加工难度大等特点,制定适合的整体叶轮五轴数控加工工艺,合理规划刀具加工轨迹,应用UG NX软件自动生成加工程序,应用VERICUT软件建立机床、夹具、刀具、毛坯模型,对叶轮五轴数控加工过程进行仿真,对加工程序进行验证,并根据仿真结果对加工进行优化,提高了整体叶轮加工的安全性和加工效率,为叶轮高效加工提供了依据。     

数控铣床仿真系统

基于刀具与工件离散的方法，采用VC 语言开发了数控铣削过程的三维动态仿真系统。本仿真系统能够对数控加工程序进行编辑、检验和调试，实现了数控铣削加工过程的三维动态仿真，能够检测出加工中可能出现的干涉和碰撞。     

基于UG&VERICUT一体化数控仿真加工平台的研究

论文结合UG的三维建模功能和VERICUT三维运动仿真功能,构建了UGVERICUT数控仿真虚拟加工平台,利用UG中的CAD模块建立了数控仿真机床、被加工对象及毛坯的参数三维模型,同时实现在CAM模块中完成了对被加工零件的刀具轨迹生成,并运用后处理模块生成了可被机床直接执行的数控G代码;在VERICUT环境里,创建机床三维仿真运动结构,机床各部分结构以及被加工对象的STL模型都由UG输出并导入VERICUT中,同时调入数控加工G代码的,实现了数控加工过程动态仿真,对刀具轨迹了正确性进行验证,并同时进行加工质量检验,实现了数控加工的动态仿真和加工过程的检验的一体化全过程,保证了数控程序的正确性,从而缩短生产时间,提高生产效率。     

数控铣床虚拟装配建模及其加工仿真研究

为有效预防数控加工中机床、刀具、夹具相互之间的干涉碰撞问题,通过基于虚拟样机技术的数控机床虚拟装配建模方法确定了数控铣床的虚拟装配体.借助于UG/ISV加工仿真模块,建立了数控铣床虚拟加工环境,并进行了加工过程仿真.仿真结果证明该虚拟装配建模方法可行,加工仿真可有效判断机床工艺系统的相互干涉问题.     

基于动态规划算法的刀具轨迹优化及实验验证

针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例,创建机床MVR40的仿真模型,在虚拟加工平台上完成利用算法优化后轨迹的验证,通过对优化前后路径走刀时间的对比,缩短了整体加工时间;通过对优化后数控加工程序现场测试,验证了轨迹优化可以提高总体加工效率,为提升大型多加工面工件的加工效率提供了参考与借鉴。     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法（英文）

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法。由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉。最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性。