电火花线切割三轴联动加工系统运动分析及仿真

探讨了采用电火花线切割机床加工系统进行复杂型面加工的特点及基本规律.通过对三轴单旋转加工系统的运动参数及运动形式的分析,建立了数学模型,介绍了应用VC 6.0语言和OpenGL三维图形软件实现线切割加工系统的运动仿真.     

水轮机蜗壳分节环形变角度焊接坡口面的数学模型

目前,大型水轮机金属焊接蜗壳各分节大多采用按各分节平面展开线轮廓进行数控切割加工.但各分节间的环焊缝都是分段切割为定角度坡口面,这样形成的环焊缝实际焊接坡口角是变角度的,这不符合最佳焊接工艺要求.为了实现等角度环焊缝坡口面切割,就其推导出数控切割的数学模型.     

数控电解机械复合切割机床的设计

为了精密切割加工整体叶轮的叶片型面,进行了数控电解机械复合切割机床的开发。研究复合阴极加工时的实际运动轨迹,得到电解机械精密切割加工机床的五个坐标计算公式。在建立叶片型面型值点数据库的基础上,完成叶片型面拟合、插值加密、边界处理的计算机程序,并计算出加工时的五轴联动机床的各轴运动参数。     

航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

在综合考虑机床动静态因素的基础上, 建立了各运动轴伺服运动模型和多体联动模型, 给出了刀具的实际运动位置和姿态, 基于包络理论求解了零件实际铣削成形点、线和层面, 采用曲面造型方法构建出零件型面的综合误差. 以复杂非可展曲面——"S"试件为例, 进行了加工误差的预测和分析, 给出了位置环、速度环等机床重要参数对工件铣削精度的影响, 并通过切削试验后的数据回归分析予以验证. 该平台的搭建为实现航空关键零件加工精度预测提供了技术支撑, 依据计算结果可实时调整机床的动态参数, 评估机床的加工状态.     

高精度切割新技术的研究现状

电火花切割、等离子切割、激光切割和超高压水切割是工业上广泛应用的高精度切割方法：电火花切割具有很高的材料利用率和接近于磨削水平的加工精度和加工表面粗糙度,但加工效率过低;等离子切割速度快,但切割过程中噪声大、烟尘多、辐射大,而且作为等离子切割机关键部件的喷嘴、电极和割炬在目前技术条件下都是易损件,无形中增加了切割成本;激光切割切割速度快、切缝小、切割材料表面质量好,但是切割材料厚度偏低,目前仅用于薄板切割;超高压水切割是一种冷态切割方式,切割材料无热变形,表面质量极佳,但切割成本过高。结合实践经验,提出了三条选用切割工艺的原则：特殊的场合选用特定的切割方法;利用热切割方法满足加工工艺要求时,则无需采用超高压水切割;在等离子切割和激光切割都能满足加工要求的情况下,最好选用等离子切割.     

碳纤维复合材料激光加工成本优化

碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)具有高强轻质的优点,广泛应用于航空航天、汽车等行业.其传统的机械加工方式存在成本高、效率低及加工质量差等问题.激光加工通过对不同工艺参数的适当控制,可以实现微型化、超精密的切割.目前国内外学者在激光加工质量方面已取得较多成果,但缺少对加工成本的研究.分析了激光加工的成本构成,建立了激光加工工艺参数与加工成本的数学模型.并将该模型与已建立的激光加工热影响区宽度预测模型相结合,作为目标函数,采用NSGA-Ⅱ算法对工艺参数进行优化.获得了Pareto前沿面和Pareto最优解,可根据加工成本预算或所需要的热影响区宽度进行参数选择,完成对激光加工成本及加工质量的可控研究,对激光加工碳纤维复合材料的实际工程应用具有一定的参考价值.     

方坯材料火焰切割加工应用PLC控制技术的研究

以某新型方坯连铸火焰切割机系统结构为例，介绍了方坯材料切割加工中应用PLC控制技术，解决方坯材料切割过程中定尺长度精确探测、切割质量控制、友好人机界面的实现等关键技术问题。     

数控火焰切割系统Z轴高度补偿功能的实现

采用工业计算机和运动控制卡等硬件构建开放式数控火焰切割系统,以Visual Basic 6.0为开发工具,开发了提高异形工件火焰切割过程平稳性的系统控制软件. 采用激光位移传感器对被加工件进行非接触式扫描,获取工件在加工路径上的高度信息,并以此为依据进行切割轨迹的规划和高度补偿. 试运行结果表明,当工件表面高度发生变化时,由伺服系统进行三轴直线插补或三轴螺旋插补,能够在切割过程中使割炬与工件表面之间的距离始终保持一致,位置精度±0.02 mm,重复定位精度±0.05 mm. 整个系统保证了良好的切割质量,达到了切割过程平稳高效的目的.     

激光切割金属管材工艺实践探索

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照白光扑克射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或到达燃点,同时借助与光束同轴的高钣金加工速气流吹除熔融物质,从而告终将工件割开。激光切割、激光焊接、激光雕刻等都是激光加工领域的一部分。金属管材是一种特殊的高端材料,如果用激光切割可以获得极佳效果。     

基于Artcut文字数控雕刻加工技术的研究

Artcut软件提供了多种雕刻路径生成方式,主要包括雕刻、切割、钻孔和影像雕刻等四大类．而在文字加工技术中,主要是利用雕刻和切割两种方式,其中雕刻又分为二维雕刻和三维雕刻两种．利用Artcut,结合实际加工,重点探讨雕刻和切割两种加工方式在文字加工技术中的应用和区别．     

磨料水射流切割可视化BP神经网络模型研究

针对磨料水射流切割性能与影响因素间存在复杂的非线性关系,无法用传统数学方法建模的问题,基于BP人工神经网络理论,结合典型材料的切割实验结果,在考虑射流压力、磨料流量、切割靶距、工件厚度、磨料喷嘴直径与切割速度6个因素情况下,建立了磨料水射流切割BP神经网络模型.同时,基于Delphi开发出了可移植的磨料水射流切割速度人工神经网络预测单元,实现了所建网络模型的可视化,为实现网络模型与数控系统的集成提供条件.研究结果表明,该网络模型能快速、准确、可靠地预测切割速度,与数控系统相集成可实现对磨料水射流切割质量的有效控制.     

基于PLC控制的大型金相试样切割机的研制

针对金相试样的特殊要求，对金相试样的切割技术和磨削过程进行了研究。提出了采用逐层切割和进三退一的多种切割方式切割试样。保证了金相试样的切割质量，提高了切割机的切割能力。控制系统采用PID控制变频调速器实现了砂轮片转速的无级可调和自动控制，提高了切割机的控制精度，增强了切割不同材料的适应性。     

基于PLC控制的大型金相试样切割机的研制

针对金相试样的特殊要求,对金相试样的切割技术和磨削过程进行了研究。提出了采用逐层切割和进三退一的多种切割方式切割试样。保证了金相试样的切割质量,提高了切割机的切割能力。控制系统采用PID控制变频调速器实现了砂轮片转速的无级可调和自动控制,提高了切割机的控制精度,增强了切割不同材料的适应性。     

数字化逆变式等离子切割电源的研制

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)和单片机(MCU)并行处理技术,实现数字化逆变式等离子切割电源的新方法,利用DSP高速强大的数据处理能力,实现切割参数的采样计算和相应控制算法;采用控制能力强大的单片机实现人机接口和逻辑控制.设计专用的保护电路、参数记忆电路和自动调高模块,实现对过压/过流保护、最佳系统参数匹配和割炬调整.实验数据表明,智能数字化切割电源控制性能好,可靠性高和操作灵活,大大改善了切割质量.     

基于模糊控制的掘进机截割机构恒功率系统设计

根据悬臂式掘进机的工作特点、数字液压缸的工作性能及被截割的煤岩特性而设计的一种模糊算法,可以通过对工作机构进给速度的模糊控制来实现截割电机恒功率控制,根据断面煤岩分布的不同情况自动调节进给速度,达到降低功率损失、提高工作效率和实现自动化的目的.     

多线切割机床新型恒张力机构的设计

为实现多线切割机床切割的稳定性和生产效率,运用液压弹簧控制原理和工作方式设计一种新型的走丝机构和恒张力的稳定调整机构,并对其线锯的张力及张力测试等参数进行运算与模拟。结果表明,该机构可实现张力闭环控制,保证线锯在切割过程中的恒张力。     

薄壁零件的切削颤振研究进展

刀具与工件之间的颤振,一直是学术界和工程界的研究热点。薄壁结构零件由于自身结构特点,在加工过程中极易发生变形和切削颤振,这对提高加工质量和加工效率十分不利。回顾切削颤振的机理研究历史,尤其是铣削加工稳定性的机理、动力学模型以及薄壁结构零件铣削颤振的研究情况,并综合介绍国内外在颤振预报与控制方面的研究进展,为最终实现减小或消除加工颤振的研究目的提供有益的参考。     

基于Pro/E的弹箭数控加工参数管理系统的开发

针对现代兵工企业的弹箭产品变批量、快速自动加工等特点,用Visual C＋＋6.0及Pro/Toolkit工具,开发弹箭数控加工参数管理系统,实现在Pro/E下的数控车、铣、钻、镗等加工方法的管理功能.     

一种基于VRML的圆锥体动态切割算法剖析与实现

针对工程制图应用中的圆锥体截交线部分,研究了圆锥体切割后各种不同的截交线形状,对当截平面与圆锥体相交时如何准确地确定截平面位置这一问题的通用算法进行了剖析,通过VRML编程的方式构建出了圆锥体实时切割时的动态场景,并提供了部分实现圆锥体实时切割功能的关键代码。     

基于切割路径树优化的三角化网格曲面自动切割

为了减少曲面展开后的变形和优化切割路径,提出了一种三角化网格曲面的自动切割算法.该方法将导入的曲面切割成带单一边界环的流形曲面,在高斯曲率较高的顶点和曲面边界之间生成切割路径.切割路径的生成有两个约束条件,即尽可能短而直,且尽可能经过曲面的棱边.曲面边界和众多的切割路径构成了初始切割路径树;在此基础上优化切割路径树,删除短小切割路径,并使优化后的切割路径树尽可能光滑;由优化后的切割路径树对曲面进行一次性切割,得到具有良好可展性的网格曲面.实验表明,该算法执行效率高、切割效果好.