多轴联动加工进给速度及其后置处理

研究了多轴联动加工进给速度的计算原理，着重探讨了MasterCAM系统中对四轴联动加工进给速度的后置处理。     

多轴联动线性插补及其速度的理解

动对多轴联动线性插补及其速度的含义作了深入的讨论，给出了线性插补及其速度广义上的理解结论。     

五轴联动数控磨床直线进给机构静力学分析

针对普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工出特型刀具的品种和刃形的问题,研发了一种五轴联动数控工具磨床,其中五轴联动数控工具磨床直线进给机构的受力和位移情况将直接影响磨床的工作性能。利用Solid Works中的simulation模块对五轴联动数控磨床的直线进给机构进行静力学分析,研究直线进给机构各处的位移和应力情况。结果表明:X轴工作台的最大应力为2 MPa,出现在X轴工作台的滑块和立柱的下部,X轴工作台的最大位移为0.000 015 88 mm,出现在立柱的中部;Y轴工作台的最大应力为2 MPa,出现在Y轴工作台中部,Y轴工作台的最大位移为0.000 003 584mm,出现在Y轴工作台的中部;Z轴工作台应力的最大值为10.3 MPa,位于Z轴工作台右侧,Z轴工作台位移最大值为0.000 030 88 mm,出现在Z轴工作台中部。     

五轴联动数控磨床旋转进给机构静力学分析

随着现代制造技术的发展,对特型刀具的品种和刃形的要求越来越高,而普通工具磨床和传统生产工艺方法很难加工这些刃形复杂的刀具。针对这一现状自主开发一种五轴联动数控工具磨床,其中五轴联动数控工具磨床旋转进给机构的受力和位移情况将直接影响磨床的工作性能。利用SolidWorks中的Simulation模块对五轴联动数控磨床的旋转进给机构进行静力学分析,研究旋转进给机构各处的位移和应力情况。分析结果表明:B轴旋转工作台和C轴旋转工作台最大应力均小于材料的屈服应力,说明B轴和C轴工作台结构是安全可靠的。     

五轴联动数控激光加工系统的空间曲线B样条插补算法研究

五轴联动计算机数控激光加工系统是多功能综合性的机电一体化设备，可进行平面和三维曲面的切割、焊接等激光加工。传统的CNC系统往往只提供直线和圆弧插补功能，不能满足CAD系统的曲线和曲面造型能力对CAM系统的要求。本论文针对复杂轮廓零件数控加工的需要，提出了一种新的空间曲线B样条插补五轴联动算法，并在MATLAB上进行仿真。     

五轴联动数控加工进给率规划方法

针对五轴联动数控加工中恒定机床进给率下加工刀尖点速度波动的问题,提出了同时考虑机床坐标系和工件坐标系下运动学性能约束的进给率规划方法.首先推导了机床坐标系和工件坐标系之间的运动学变换关系,然后综合考虑了机床各轴运动速度和加速度约束条件,以及刀尖点与工件相对运动速度与加速度约束条件,对各程序段中的机床进给速度进行规划.将该方法主要应用于后置处理,仿真结果表明,规划进给率后,加工时间比恒定进给速度下缩短了32.9%,加工速度更为平滑.     

关于后置处理器设计中进给速度处理方法的研究

在多轴联动数控机床加工中,实际表面进给速度与程序中定义的速度往往不一致,从而影响了加工效率和表面质量。本文针对上述问题,探讨了后置处理器设计中关于进给速度的处理方法。结合本文方法对后置处理系统进行开发,实践表明,这些方法行之有效。     

一种五轴侧铣加工进给速度的优化方法

针对五轴侧铣精加工工艺,提出一种进给速度优化方法.该方法以直纹面模型描述刀轴运行轨迹以单位时间有效切削刃对应的刀轴对应线段扫掠面积(有效刀轴扫掠面积率)描述单位时间刀具切除材料面积(面积去除率),通过计算每一段数控程序的扫掠面积和执行该段数控程序所需的时间值,来调整该数控程序段的进给速度,使得五轴数控侧铣加工过程中有效刀轴扫掠面积率稳定,即面积去除率稳定,从而提高五轴侧铣切削加工过程中的稳定性,改善加工工件表面质量.通过一系列的加工对比试验,验证了所提出方法的有效性.     

四轴联动数控加工中连续微路径段进给速度的区域控制

提出四轴联动数控加工中的连续微路径段进给速度的区域控制方法,包括四轴联动加工中连续路径段拐角计算、拐角速度的约束;对该方法进行理论分析并通过一个工件加工实例验证其正确性.结果表明:该方法能满足高速四轴联动加工要求,具有很好的应用价值.     

基于NURBS曲面的五轴联动插补算法

文章提出了一种基于NURBS曲面的五轴联动插补算法。对于NURBS曲面,确定一个参数方向的一系列参数值,就可确定一系列的另一个参数方向的NURBS曲线。沿这些曲线逐条进行插补,就可实现对整个曲面的插补。在每个插补点,求出两个参数方向的切矢,确定出该点的曲面法矢,在假设刀控方向垂直于插补曲面的情况下求出两个旋转轴的运动,实现五轴联动插补。同时,利用NURBS曲线的局部性质来保证插补的实时性。     

五轴联动刀轴矢量插补优化算法

目的研究解决五轴联动机床旋转轴角度采用线性插补方式生成的加工轨迹,导致刀具姿态偏离所设计的理想平面,引发刀具姿态误差的问题,减少非线性误差,提高零件表面质量。方法首先对旋转轴角度线性插补方式引发刀具姿态误差的原理进行了分析,提出了一种刀轴矢量插补优化算法。然后在线性插补的基础上,根据提出的刀轴矢量插补优化算法保证首末点间的刀轴插补矢量始终位于首末刀轴矢量所构成的平面内,实现刀具姿态优化,并在MATLAB中对线性插补和矢量插补优化两种方式进行仿真分析,观测出对应方式下刀轴插补矢量的空间位置。最后利用叶片试件在AB型转台摆头类型机床上进行仿真和加工验证,对比两种刀轴矢量插补方式仿真数据。结果在VERICUT同等条件下仿真,刀轴矢量采用线性插补时,叶片进出汽边误差值分别为-0.218 66 mm和-0.312 58 mm;刀轴矢量插补优化后,叶片进出汽边误差值分别为-0.095 46 mm和-0.099 05 mm。刀具姿态经过插补优化算法后,叶片进出汽边的过切值明显降低。结论刀具姿态经过插补优化算法后,叶片过切值的大小和数目明显减少,使得非线性误差明显降低,从而提高了零件表面质量。     

五轴联动后处理中非线性误差控制的研究

文中分析了非线性误差的产生原因及有效估算方法.通过机床的运动学分析,建立了BV100五轴联动机床的运动变换数学模型;结合线性插补原理,提出了该类机床的非线性运动误差的估算及补偿模型;通过VB语言,开发了具有非线性误差补偿功能的专用后置处理器,并通过某叶轮的切削加工实验验证了该后置处理器的正确性和实用性.     

5轴加工奇异区域非线性误差控制方法

5轴数控机床在加工奇异区域时,由于旋转轴的剧烈变化导致产生较大的非线性误差,加工质量下降。针对这个问题,以A-C双转台机床为例,分析机床产生奇异现象的原因,提出检测5轴加工奇异区域的方案,通过对奇异区域相邻刀轴矢量之间进行插值处理,减小相邻刀轴的角度变化,使相邻刀位点之间的最大非线性误差小于机床允许的最大非线性误差。用MATLAB对比插值前后5轴机床转角和非线性误差的变化,证明该方法可以降低C轴的过大转角同时减小非线性误差。     

用四杆机构实现机床的无导轨曲线进给

首次提出了用四杆机构代替传统机床的导轨,利用四杆机构的连杆曲线实现机床的无导轨曲线进给,用于各种异型曲面的加工。介绍了四杆机构的参数设计、三维设计和动态仿真,给出了仿真结果。     

五轴联动加工中工装及旋转误差补偿方法的研究

文章提出了一种工装及旋转误差补偿后置处理方法,根据机床运动求解,建立了工作台/刀具回转摆动型机床VMC1250的数学模型.通过VB语言,开发了该五轴机床的后置处理软件.通过叶片的加工验证了该后置处理器的正确性和实用性,能够满足工程使用的要求.     

五轴联动刀具空间半径补偿研究

五轴联动数控机床主要应用于自由曲面的加工，得到广泛的应用。但五轴联动所涉及的刀具补偿就目前所见资料而言，未能得到很好解决。本文重点分析了刀轴有两个旋转自由度(如B，C)的五轴联动的刀具补偿问题。结果表明经研制的刀具补偿模块在南京四开电子企业的五轴联动数控机床上得到较好应用。