基于中间消息语言和Qt库的刀具轨迹系统的设计与实现

刀具轨迹系统作为数控系统的重要组成部分,加工前可以在计算机上模拟显示实际加工全过程,实际加工时对刀具进行实时监控。介绍了基于蓝天新型数控系统的刀具轨迹系统的设计与实现,包括中间消息语言通信机制的研究和Qt库的裁剪。     

数控系统的刀具半径补偿技术研究

数控系统的刀具半径补偿是在CNC系统内部由计算机自动完成的.在加工过程中,CNC系统根据零件轮廓尺寸、刀具运动的方向指令(G40,G41,G42)以及实际加工中所用的刀具半径值自动计算出刀具中心轨迹,完成对零件的加工.介绍了C功能刀具半径补偿原理,根据平面内刀具半径补偿转接过渡的不同转接类型,针对C功能刀补的工程实际应用,提出了交角转接及直接转接两程序段间的软件实现方法.针对实际轮廓加工过程中刀具半径补偿的执行过程:刀具补偿建立、刀具补偿维持及刀具补偿撤消,结合所用的数控系统和刀具,编制了凸轮轮廓的加工程序.实践证明,C功能刀具半径补偿方法切实可行,且效率高.     

等基圆锥齿轮加工刀具轨迹的研究

利用计算机模拟数控加工等基圆锥齿轮，分析走刀轨迹，给出刀具和轮坯的相对运动关系数学模型．在实验室按照上述理论模型控制刀具轨迹进行实际加工，与计算机模拟加工结果相吻合，充分证明该理论模型的正确性．该方法可用于数控编程进行实际加工，它对完善这种新型齿轮加工技术具有重要意义．     

基于刀具实际廓形的刀位轨迹计算方法

为解决由于刀具磨损和制造误差对复杂曲面精加工的影响,根据刀具的实际廓形计算刀位轨迹,首先利用机器视觉测量系统检测刀具的廓形,从而获得实际刀具曲面,然后采用自适应等参数法规划加工路径,最后利用最小有向距离原理和曲面空间离散的方法计算刀具曲面和工件曲面的最小有向距离,通过调整刀具位姿,使刀具的刀触点恰好在工件的理论面上,从而得到优化的刀位轨迹。实验表明,采用这种轨迹计算方法编制的数控加工程序能够加工出满足精度要求的曲面。     

基于功能块技术的STEP-NC模块化数控铣削系统的研究

目的依靠STEP-NC标准,提出中性文件的无缝传输,实现数控系统的模块化设计.方法在Visual C＋＋6.0环境下,以PC平台、DSP运动控制卡及相应的驱动器为基础,基于功能块技术的模块化可重构软件设计,建立模块化的STEP-NC铣削数控系统.系统包括STEP-NC解释器、函数库、动态链接库、STEP-NC知识库、功能块类型库以及刀具路径生成器.结果通过功能块类型库中的资源模型接收STEP-NC解释器解释的数据,并将接收的数据转化成功能块格式的数据;依据工艺规划好的加工工序,刀具路径生成器动态调用功能块类型库中的功能块;利用功能块处理资源提供的数据,输出DSP指令;依靠VC语言编辑函数库和动态链接库,将刀具路径生成器与实验平台建立关联,基于刀具路径生成器生成的刀具轨迹驱动机床刀具运动.结论依靠STEP-NC为模块化的数控系统提供有力的数据支持,采用功能块技术初步完成对STEP-NC数控系统的模块化设计.STEP-NC标准和功能块技术的结合为实现灵活、柔性和智能的数控加工提供一条有效的研究途径.     

特种回转面铣刀螺旋槽的数控磨削模型及仿真

为了建立适用于各种特种回转面铣刀螺旋槽的磨削模型,基于该种刀具螺旋槽的几何模型,将求解砂轮的运动轨迹与具体的加工工况分开,在刀位轨迹生成后通过后置处理,生成适合于不同数控系统及不同数控机床的加工代码。采用这种方法,不仅大大简化了刀位轨迹的计算和生成,保证了所生成的刀成的刀位轨迹的通用性,而且在实现中确保了砂民刀具不发生干涉,文中还用实例加工仿真结果验证了模型的可靠性。     

高性能／价格比的计算机数控系统

开发出一套采用ＣＲＴ显示的高性能／价格比的经济型计算机数控系统．该系统可以通过改变系统软件来实现对多种数控铣床的加工控制，具有很大的柔性．与国内大多数经济型数控系统相比，具有更加友好的用户界面，可自动显示加工轨迹，并由中文菜单提供一般数控系统的常规操作．     

数控自动编程及NC代码仿真技术的应用研究

本文介绍了一种数控自动编程系统和数控代码仿真系统，自动编程系统实现数控加工程序的自动生成，仿真系统模拟数控数控机床硬件插补原理，在计算机上动态地模拟出刀具运动轨迹，实现非实际切削过程中的数控代码验证。     

数控铣床刀具实际轨迹的研究

在进行工件轮廓加工时，若数控机床不具有刀具半径补偿功能，则在编程时确定刀具中心的轨迹较为困难、因此现代机床均具有刀具半径补偿功能．根据检索，目前国内各期刊均简单地说明刀具应进行偏置，对于命令的实际编程没有详细说明．根据实际操作结果及查阅的资料，对具有半径补偿时的刀具中心实际运行轨迹进行归纳，对于理解数控程序及在数控机床上进行工件装夹具有一定好处、     

基于多体理论的双摆头五轴数控机床RTCP误差研究

为了提高五轴数控机床的加工精度,对双摆头五轴数控机床RTCP(rotation tool center point)模块的误差进行了分析.以多体系统运动学理论为基础,结合刚体六自由度假设理论,建立了误差分析模型.对旋转运动引起的RTCP刀具中心点误差和刀具矢量误差进行了深入分析,推导出了刀具中心点误差和刀具矢量误差公式,并利用实验室开发的刀具轨迹仿真软件,对理想轨迹和实际轨迹进行了对比分析,验证了理论和方法的正确性.     

教学实践中普通机床数控化改造的可行性及技术途径分析

以CA6140型普通车床数控化改造技术分析为例，介绍了数控化改造的研究内容和关键技术。阐述了将普通机床改造成教学型数控机床的经济效益和社会效益。在教学实践中机床数控化改造是既经济又见效快的途径。     

Real-time Bezier interpolation satisfying chord error constraint for CNC tool path

G01 code generated by a computer-aided manufacture (CAM) system is the most common form of tool trajectory in computer numerical control (CNC) machining. A tool path composed of short line segments has discontinuous tangency and curvature, generating large fluctuations of feedrate and acceleration, which in turn produces vibration in a machine tool. To obtain a smooth tool path, many methods on tool-path smoothing have been developed. However, the shortcomings in these methods exist when they are employed in a CNC system. It is difficult to simultaneously to guarantee the following requirements of CNC machining: (1) chord error should be rigidly constrained; (2) G01 points should be interpolated; (3) curvature should be continuous (G²); (4) machining should be applicable to spatial cases; (5) real-time performance of computation is required. Based on these various requirements, this study proposes an interpolation scheme using cubic Bezier curves and includes an adjustment strategy to eliminate deficiencies in the tool path. The tool path generated is G², chord-error-constrained, G01-point-interpolated, loop-free, and optimized for both stretch and jerk energy. The method is applicable to 3D cases and involves only simple algebraic computations. Thus, the algorithm can be applied to real-time CNC machining. A simulation is conducted to validate the efficiency of the algorithm. In addition, an experiment reveals its advantage over Hermite interpolation in surface quality and machining efficiency.     

航空发动机复杂曲面零件数控加工刀具轨迹规划研究分析

整体叶盘等复杂曲面零件是航空发动机中的核心零件,其数控加工技术中的关键是刀具轨迹的规划技术.本文针对当今国内外复杂曲面的数控加工刀具轨迹规划的研究现状和发展进行了分析.主要对复杂曲面数控加工中三种主要刀具的轨迹规划进行了对比分析,并对刀具轨迹规划中的关键技术进行了分析,包括：轨迹拓扑、轨迹参数、干涉避免和刀轴控制的算法理论和适用特点,并对刀具轨迹规划中的曲线插补和刀具组合方向进行了分析和展望,为后续研究提升零件数控加工效率和质量打下了基础.     

CNC机床图形编程中二维零件的刀具轨迹算洁

ＣＮＣ（计算机数字控制）机床图形编程中,刀具轨迹算法最为关键．本文针对二维轮廓零件的加工特点,利用图形编程理论,提出了一种ＣＮＣ机床加工中二维零件的刀具轨迹算法：根据刀具偏置方向确定刀心坐标点,再采用零圆弧等距法得到二维零件轮廓的等距线．这种算法通用性好,算法简单．     

数控车削刀尖半径补偿与加工误差分析

重点分析数控车削编程与加工中车刀刀尖圆弧半径对加工误差的影响情况,介绍数控车削系统刀尖半径补偿方法。     

可编程控制器在非标数控机床开发中的应用

通过采用多轴运动控制器和可编程控制器作为核心控制器件，构成非标数控系统，它应用于数控机床上.相比传统的数控系统，既简化了机床结构和控制系统，又简化了用户的编程工作.介绍了PLC在数控系统下所完成的控制功能，对系统控制启动部分等关键环节做了详细阐述，并给出相应的PLC梯形图.     

数控车床故障传播机理分析

为探讨数控车床故障传播机理,即识别系统关键节点与关键故障传播路径,基于数控车床故障数据,应用有向图理论、集成决策实验室分析(DEMATEL)和解释结构模型(ISM)方法构建数控车床分层故障传播有向图模型;基于故障传播概率、边介数两指标定义故障传播强度表征故障传播行为;提出结合系统分层故障传播有向图模型和故障传播强度的数控车床故障传播机理分析方法.分析结果表明:系统分层故障传播有向图模型实现了系统层级分解,简化了故障传播分析过程,为关键路径识别奠定了基础;将故障传播强度作为关键路径识别的依据,避免了传统分析方法基于单一指标描述数控车床故障传播行为而产生的偏差,实现了准确定位故障源,准确识别系统关键路径.所提方法有助于系统故障诊断与维护.     

数控机床可靠性信息系统信息建模

可靠性信息建模是开发数控机床可靠性信息系统的关键.提出了一种数控机床可靠性信息建模的新方法———功能元法,定义了功能元法的基本概念和基本理论,得出了基于功能元法的数控机床功能信息抽象方法和故障模式及原因等可靠性信息抽象方法,应用于某国产数控车床故障模式与影响分析(FMEA)的信息建模.结果表明:该方法适用于对不同种类数控机床进行不同深度可靠性分析的信息建模.以此方法开发的数控机床信息系统已应用于国产数控车床、数控冲床、数控轴承磨床、线切割机床等的可靠性增长,数控机床的平均无故障时间显著提高.     

基于CamSoft软件的数控系统设计与应用

为了深入研究数控系统的开放性和通用性,在分析了开放式数控系统原理的基础上,设计了一种基于"PC 运动控制器"的开放式数控系统实验台.该系统是以Windows XP为开发平台,采用美国CamSoft公司的CNC Professional软件作为数控系统的开发软件、美国Galil公司的DMC-1832型运动控制卡完成实时控制功能的,再加上华中数控实验台本体部分,充分体现了硬件和软件的开放性.研究表明,该设计具有十分人性化和个性化的用户操作界面,是可以取代传统数控系统的开放式数控系统.