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。     

并联机床数控加工过程仿真方法的开发

针对六自由度数控铣床－并联机床的数控加工,本文提出一种新的加工过程仿真算法。该算法基于观察坐标系,利用扫描线算法在精度范围内表示工件和刀具,从而将复杂的三维布尔运算简化的一维布尔运算。笔者在微机上利用ＶＣ＋＋,根据这种新算法,开发出并联机床数控加工过程仿真系统,实现了并联机床数控加工过程仿真。     

加工过程碰撞干涉的矢量法检验

提出一种基于Ｂ－Ｒｅｐ的算法,利用法向矢量检验碰撞干涉,用于数控加工过程仿真。本算法较好地解决了刀具过切,少切,以及刀具与工作台,夹具的碰撞,刀具碰伤工件成形等数控加工中较难解决的问题,仿真实践证明具有运算速度快,检验效率高等特点。     

数控加工碰撞干涉检验的新方法

刀具与工作台、夹具的碰撞,刀具过切及碰伤工件成型表面是数控加工中较难解决的三个关键问题。本文提出了一种基于Ｂ－ｒｅｐ表示的碰撞干涉检验算法,用于数控加工过程仿真,能较好地解决上述问题及刀具的少切问题。     

基于并联机床的Pro/E后置处理系统研究

因为并联机床结构的特殊性 ,通用的刀具轨迹后置处理程序无法生成并联机床的数控指令。本文研究基于并联机床的Pro/E后置处理系统的开发 ,解决并联机床编程困难的问题 ,提出后处理的流程和相关算法。     

面向并联机床的后置处理方法

为了解决并联机床的后置处理问题,克服现有方法开发的难度和工作量大的缺点,提出了直接转化传统数控机床数控代码,得到并联机床数控代码的方法。对5-虎克铰-移动副-球铰／移动副-转动副-移动副-虎克铰并联机床和刀具双摆动5轴数控机床进行运动学分析,得出并联机床动平台的两个可变化的姿态角具有与刀具双摆动5轴数控机床中两个摆动转角相同的性质;然后直接利用智能制造后置处理软件进行后置处理得到刀具双摆动5轴数控机床的数控程序;再经过适当的变换,得到并联机床的数控程序。曲面加工的计算机模拟结果表明,该方法正确、有效。     

基于OSG的虚拟数控机床刀具碰撞检测技术研究

在数控加工虚拟可视化实现过程中,如何判断数控刀具与机床是否存在碰撞,是解决数控加工虚拟现实技术的一个重要技术问题,笔者利用VC.NET环境下OSG模块表示线段,得到线段与场景交点的方法,实现刀具与场景中非加工物体的碰撞检测的方法,简单且计算迅速,在虚拟数控加工过程中如果发生碰撞,则机床停止并报警,可实现合理的数控加工虚拟场景。     

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     

面向新型并联机床的NURBS曲面直接插补算法研究

提出了以四自由度空间并联机构作为主进给机构 ,辅以双向移动工作台实现多坐标数控加工的一种新型并联机床的配置方案。推导了并联机床位置、速度逆解模型 ,设计了面向该并联机床的CNC系统方案。构造了由刀具轨迹计算、位置与速度逆解模型和PVT细插补模式相结合的NURBS曲面直接插补算法 ,并讨论了CNC系统方案实施中的关键技术     

新型5自由度并联机床运动控制算法研究

在分析 5 UPS/PRPU 5自由度并联机床机构的基础上 ,介绍了并联机床运动控制的基本原理 ,确定了具体的运动控制算法 ,将输入控制系统的数控刀位数据转化为驱动轴的控制指令 ,从而实现对机床加工过程中刀具位姿的控制。根据该算法编制的数控软件已成功地应用于实际的并联机床控制 ,取得了较好的效果。     

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。     

滚齿机床热变形对加工精度的影响

滚刀与工件的相对位置是由工件与刀具的有关参数确定的。滚齿加工时，滚削热的作用造成机床的床身和立柱产生变形，进而使刀具与工件的相对位置和转角产生误差。刀具与工件间相对位置的变化，必然对加工的齿轮精度产生影响。掌握机床热误差对刀具与工件间的相对位置的影响规律，对于从硬件上改善机床设计，或从软件上利用数控补偿的方法减小加工误差，有着重要的理论和实际意义。     

大型工件球面的加工方法

大型工件因质量重、体积大,进行球面加工时费时、费力。如果在普通机床上进行数控改造,则投入较大。笔者介绍了对普通机床进行小的改造,便可实现大型工件球面加工的改造方法,改造后安装方便,使用简单,操作容易,费用低。在没有数控设备的情况下,是加工大型工件球面的一种好方法。     

对刀建立工件坐标系在数控加工与数控编程中的应用

对刀建立工件坐标系是数控加工操作的重要内容.正确的对刀操作,建立工件坐标系,编制符合加工工艺要求的数控程序,这是零件加工精度的保证,也是实现数控机床高精度和高效率的基本要求.从数控加工的对刀技术与程序编制的理论要求和实际应用两个方面进行了分析与探讨.     

虚拟制造中的数控车削仿真加工

介绍了以Windows2000为开发平台,以VC＋＋6．0为开发工具,采用OpenGL开发了三维数控车削仿真系统。该系统可对工件进行仿真加工,并将加工过程显示在屏幕上。通过对数控程序的碰撞和干涉检验,能够提高工件的加工表面质量,减少刀具的磨损。     

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.     

Collision-free tool path generation using 2-dimensional C-space for 5-axis control machining

This study deals with the method of collision avoidance in the automatic tool path generation for 5-axis control machining. Five-axis NC machining offers the potential for efficient and accurate machining, but collisions between the tool and surrounding objects are still a severe problem. The method devised in this study avoids collision by producing the direction of collision avoidance, based on the 2-dimensional configuration space (C-space) defined by two parameters which determine the tool attitude. This method allows a test workpiece with overhanging parts to be milled without collisions. As a result, the validity of the method has been experimentally confirmed.     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

Short and safe tool setting by safe space in NC machining

The shortest tool setting is recommended to reduce the tool deflection and chatter in NC machining. However, it is not easy to shorten the overhang length because the holder can collide with the workpiece. In this paper, the safe and shortest tool-setting algorithm using a safe space is proposed and applied in NC machining. The safe space is the volume in a tool coordinate system that does not interfere with the workpiece and the holder located in the safe space never collides with the workpiece. So the tool holder assembly that has the shortest overhang length and does not interfere with a workpiece is possible using the safe space. This algorithm was implemented with C++ language and has been used by over 50 mold-machining companies for safe and short tool setting.