复杂型腔无退刀环切刀具轨迹连接方法

为克服传统环切轨迹连接方法的不足,提出了一种简单有效的环切刀具轨迹连接方法.在该轨迹连接方法中,轨迹环被组织成区域树的形式,区域树的每个节点对应一次偏置操作的结果;为了编组轨迹环,利用轨迹环间的嵌套关系将区域树剖分为轨迹簇,进而利用过渡点和虚过渡点完成了轨迹簇的连接,形成了子轨迹;合并了多条子轨迹,以使生成的轨迹完全没有退刀.利用无需额外计算的区域树,改善了传统无退刀轨迹连接算法在处理大规模问题上的效率.     

型腔边界拐角精加工刀轨生成算法的研究

在识别粗加工余料区域的基础上,从均匀径向切削深度、平滑刀轨路径等方面考虑,研究并实现了型腔边界拐角处的精加工刀轨生成算法。采用将拐角区域加工分为多个循环进行渐进切削的策略,可减小径向切深。同时,每一切削循环内切削段和空程刀轨段、各循环之间均采用圆弧过渡,刀轨路径满足一阶连续,从而可减小切削力的变化幅度和方向突变,提高加工精度。     

平面型腔行切加工刀轨生成算法

型腔加工是CAM软件中一个重要的加工方式，被广泛应用于航空、汽车、模具制造业等领域。在型腔加工中，有两种常用的刀具轨迹走刀方式：环切方式和行切方式。在图1中，环切加工通过连续偏置型腔轮廓，构造当前环形轨迹的Voronio图来计算下一条环形轨迹，计算复杂且耗时。与环切加工相比，行切加工刀具轨迹主要由一系列与某一固定方向平行的直线段组成，计算简单。     

刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法

针对刀轨环如何高效地连接成环切刀轨的问题,提出了刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法。首先在基于向量角分线的子域上生成等距环,然后建立刀轨环数组和生成环的多个单向链表,采取顺序取外等距环、逆序取内环的方式生成单根节点刀轨环关系树,提出尖角垂线过渡的连接方式,遍历刀轨环树获得无跳刀刀轨,最后构建加减速数学模型并验证算法的有效性。试验表明,该算法计算效率高,无跳刀,满足实际加工要求。     

复杂型腔行切轨迹生成算法研究

复杂型胶类零件的加工是数控编程中的一个难点.本文从提高加工算法的稳定性和加工效率的角度出发.提出了一个复杂平面型腔数控加工的优化算法.即通过二维环的等距、自交、集合等基本运算.按“端点同环最短距离优先剖面线算法”规划并优化刀具轨迹.最后给出了应用实例.     

复杂型腔刀位轨迹规划的优化算法

针对行切法加工复杂型腔,对型腔边界与岛屿轮廓进行扫尾处理时,如何得到最短且合理的刀位轨迹,提出了一种优化算法。首先利用最小树得到环与环之间的最短连通路径。但是无序的最小树却无法映射为扫尾处理的最短刀位轨迹,因此应对同一父节点下的同层子节点进行排序,通过生成最小有序树得到最短的刀位轨迹,减少了空行程从而提高加工效率。该优化算法易于实现,已在自行研制的模具CAM软件中得到成功的应用。     

基于三角Bézier曲面平刀环切粗加工刀轨生成算法

为实现基于三角Bézier曲面造型技术的产品逆向设计与制造,提出一种针对三角Bézier曲面模型的平头刀环切粗加工刀轨生成算法,该算法通过优化R＊树的构建过程,建立了三角Bézier曲面模型的动态索引,基于该索引快速获取瞬时加工区域三角Bézier曲面片,进而采用刀具表面离散的方法迭代计算无干涉刀位点,并建立了三角Bézier曲面的Z向包络面,采用R＊树组织Z向包络面的拓扑近邻关系。将切削平面与Z向包络面求交获取截面轮廓环,并由它们之间的包含关系确定切削区域,进而获取环切粗加工刀轨。通过实例证明了该算法可对复杂三角Bézier曲面生成平刀无干涉环切粗加工刀轨。     

带任意多岛屿的型腔环切加工刀轨生成

对带任意多岛屿的型腔环切加工刀轨生成进行了研究 ,提出了一种等距环互交处理的快速简便算法 ,设计了多个岛屿之间、岛屿与型腔之间的干涉处理方法 ,算法在超人CAD/CAM软件中实现 ,实践表明 ,该功能模块运行速度快 ,稳定性好 ,具有工程应用价值。     

基于边等距偏移的环切加工刀具路径生成方法

针对由直线和圆弧组成的封闭轮廓生成环切加工刀具路径的问题,提出了一种基于边等距偏移的环切加工刀具路径生成方法。该方法分别从封闭轮廓的凸点和干涉凹点出发,结合边干涉检测程序和圆弧边分段处理方法对包含直线和圆弧的轮廓分别进行局部和全局无效区域检测,删除轮廓的无效区域后进行等距偏移,生成无干涉环切加工路径。利用自主开发的CAD/CAM软件实现了该方法,仿真实验结果表明,该方法能够准确、有效地生成无干涉区域的刀具加工路径,同时适用于带有孤岛的封闭轮廓偏移。     

Inconel 718高温合金飞秒激光逐层环切打孔技术

采用波长为1064 nm,脉宽为300 fs的飞秒激光对1 mm厚度的Inconel 718高温合金进行逐层环切打孔,比较了与传统环切打孔的区别,发现逐层环切打孔可以明显降低微孔锥度、提高微孔进出口圆度,从而改善微孔质量.通过控制变量法研究了扫描速度、单脉冲能量及重复频率对飞秒激光逐层环切打孔进出口孔径、微孔锥度等质量...     

叶轮流道多轴高效插铣加工刀具轨迹规划方法

为提高叶轮流道的粗加工效率,弥补商用计算机辅助制造软件在多轴插铣加工路径规划方面的不足,研究了叶轮流道多轴高效插铣加工的关键技术。首先,在五轴机床一个转动轴固定一定角度的情况下,确定最大插铣刀具直径,并结合机床运动特性,建立最大刀具直径与步距、行距之间的几何约束模型。然后,通过求解该模型获得了满足加工效率和精度要求的高效插铣路径。最后,将所求插铣刀具轨迹在叶轮流道上进行了仿真与实际加工,实验表明利用该方法获得的插铣路径可以显著提高叶轮粗加工的效率。     

面向铣削加工的STEP-NC文件到G代码转换技术

为使STEP-NC能在传统的数控系统中得到应用,研究了面向铣削加工的STEP-NC数控文件到传统G代码程序的转换技术,提出了一种面向制造特征的刀具轨迹规划方法。首先对制造特征进行分类,然后为每类制造特征设计走刀轨迹模型,在进行G代码转换时,通过前置处理将制造特征的走刀轨迹模型转换成对应数控系统的宏程序,不但提高了G代码的转换效率,而且缩短了G代码程序的长度。论述了STEP-NC文件信息提取和信息处理技术,以及G代码程序自动转换过程。最后,以一个铣削类零件为例,对上述技术进行了测试和验证。     

自由曲面三坐标加工等间距刀具路径规划

为提高自由曲面数控加工的切削效率,改善刀具的受力状态,提出了一种自由曲面三坐标加工等间距刀具路径规划方法.分析了在实际加工过程中可采用的几种刀具路径规划方法及其实现等距加工的约束条件.研究了等间距刀具路径的计算方法,并针对计算过程中出现的逼近误差校验和刀具路径延伸与裁剪问题给出了解决方法.对等参数线法和等距截面法进行了比较,表明应用该方法规划自由曲面刀具路径,可提高走刀路径对曲面形状变化的适应性和切削行间距分布的均匀性.     

复杂参数曲面刀具轨迹铺放算法

结合空间填充曲线法与等残留高度法的优点,提出了一种新的刀具轨迹铺放算法。对u和v方向的等残留高度路径进行叠加求交,用参数变量代替笛卡尔坐标进行自由曲线求交,速度远高于包络面求交法。将每相邻的四个交点作为一个路径回路,通过综合条件判断回路合并方向,使得合并过程满足哈米尔顿回路要求,最终合并得到的哈密尔顿回路即为刀具路径。该方法能够生成近似最短并且连续的刀具轨迹,缩短了自由曲面加工的时间。通过实例验证了该方法的有效性。     

三轴摆动磨削雕刻曲面刀具轨迹生成算法

传统的基于三角片模型雕刻曲面数控加工中,只有少量的三角片参与每个刀位点计算,大量的工作是在全体三角片中搜索刀具投影区覆盖的三角片.为克服上述缺点,提出了一种矩形包络法,快速滤除了绝大多数刀具投影区外的三角片.在一次搜索过程中,将刀具投影区覆盖的三角片独立保存,避免了进一步计算时搜索整个STL文件.针对与刀具投影区叠加的每个三角片,计算其平面、顶点、三条边与刀具的接触点来计算最终的刀位点,得到刀具运动轨迹.给出了利用该方法得到的刀具轨迹仿真实例,验证了算法的可行性.     

刀具半径补偿功能在立式数控铣削中的运用

根据实践经验剖析了刀具半径补偿在数控铣削中的4点应用,并给出编程实例,这对简化数控编程、提高加工精度和轮廓倒圆倒角加工具有重要意义和实用价值.     

面向复杂曲面的机器人砂带磨抛路径规划及后处理研究

针对机器人砂带磨抛复杂曲面叶片问题,对叶片内外型面和进排气边的磨抛路径规划及后处理技术进行了研究,对复杂曲面叶片的机器人砂带磨抛路径规划的计算效率及加工效率进行了分析,提出了一种将基于等残留高度法的笛卡尔空间计算的磨抛行距转化为参数域空间的磨抛行距的方法,并将机器人砂带磨抛复杂曲面叶片接触轮的中心坐标位置、支撑轴矢量以及轴线矢量数据后处理为机器人的位姿信息,利用机器人砂带磨抛系统装备实验平台对复杂曲面叶片进行了实际的加工实验。研究结果表明:所提出的刀路规划和后处理技术能够有效地解决机器人砂带磨抛复杂曲面叶片的问题,具有加工路径总长短以及路径条数少的特点,计算简单、加工效率高、加工表面质量好。     

基于2种软件的海锚设计与数控加工

针对复杂曲面零件造型复杂、形状不规则、不易加工等问题,结合海锚的设计与数控加工,运用Solid-Works软件的造型技术,建立了零件的三维模型;结合MasterCAM软件的数控加工功能,生成了零件的粗、精加工走刀路径,实现了零件的实体数控加工,并通过后置处理生成NC代码,为类似零件的数控编程与加工提供了一种方法和依据。     

层切法模具粗加工中自适应刀轨规划方法

目前,模具粗加工方法是制约模具数控加工效率提高的重要因素,为此,深入探讨了基于层切法的零件模具数控粗加工方法,简述了层切法中计算机辅助设计3维模型分层方法,详细论述了截面上数控加工轨迹生成和规划方法。研究了目前层切法刀具轨迹生成算法的不足,提出了刀具环形轨迹的自适应规划方法。根据层面边界曲率在已有粗加工刀具中自动选择粗加工刀具规格,实现了刀具优化选择的目的。应用该方法可以减少粗加工余量,提高粗加工速度,进一步提高零件模具数控加工效率。     

基于RTLinux的全软件并联机床数控系统研究

并联数控装备的最大特点在于其结构简单而控制复杂，且不同构型的并联机构逆解方程和结构参数不尽相同，这对控制系统的灵活性和开放性提出了更高要求。由于在控制原理上存在较大差异，基于串联机构设计的传统数控系统无法直接应用于并联机床这类独特的场合。针对并联机床的控制要求和特点，本文提出采用全软件化集成式的数控结构来建造并联机床数控系统，研究了以RTLinux作为底层实日寸操作系统的软件数控系统开发方法。