【摘要】：針對三維鈑金件激光切割對于虛擬制造的需求以及目前激光切割虛擬制造系統(tǒng)的不足,本論文以龍門式五軸機(jī)床、立式六軸機(jī)器人和倒置式六軸機(jī)器人切割平臺為樣本,研究并開發(fā)多切割平臺三維鈑金件激光切割虛擬制造系統(tǒng),包括虛擬制造加工場景三維可視化、基于刀位點數(shù)據(jù)的機(jī)床運動學(xué)計算和激光切割工藝體現(xiàn)及加工代碼輸出。配置節(jié)點順序,實現(xiàn)虛擬加工場景搭建。建立D-H運動坐標(biāo)系,實現(xiàn)機(jī)床運動學(xué)計算和機(jī)床運動仿真。建立切割工藝問題處理流程,實現(xiàn)切割工藝體現(xiàn)。通過計算刀位點和加工代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換關(guān)系式,實現(xiàn)對應(yīng)切割平臺加工代碼的輸出。本文的研究內(nèi)容主要有以下三個方面:(1)基于實際三維鈑金件激光切割場景的虛擬映射,設(shè)計了一套模型劃分與場景搭建方案,提出一種普適的模型導(dǎo)入方法以及機(jī)床運動模型建立方式,完整地將實際加工場景體現(xiàn)在虛擬制造環(huán)境中。同時基于Nurbs曲線模擬非垂直側(cè)壁的切縫形貌特征,進(jìn)而模擬出切縫形貌,實現(xiàn)激光切割材料去除過程的模擬。(2)針對不同切割平臺的運動結(jié)構(gòu)和運動特征,根據(jù)各平臺對應(yīng)的D-H坐標(biāo)系,建立基于刀位點數(shù)據(jù)的機(jī)床運動學(xué)計算模型,將計算結(jié)果輸入運動模型實現(xiàn)各切割平臺機(jī)床的運動仿真。(3)針對三維激光切割中出現(xiàn)的工藝缺陷、干涉碰撞、尖角過燒等工藝問題設(shè)計一套處理流程并根據(jù)各工藝處理流程實現(xiàn)切割工藝仿真體現(xiàn)。根據(jù)各切割平臺刀位點和加工代碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換計算式,計算輸出對應(yīng)加工代碼。本文提出了以運動屬性以及運動從屬關(guān)系為分類依據(jù)的激光切割加工場景模型的歸納方法。通過這種方法能夠快速、準(zhǔn)確地搭建虛擬加工場景并建立機(jī)床運動模型。此外,實現(xiàn)了激光切割材料去除過程的仿真,并對一些切割工藝問題進(jìn)行體現(xiàn)。系統(tǒng)的開發(fā)采用模塊化方式,使系統(tǒng)具備可移植性和通用性。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG485
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論維激光切割原理與應(yīng)用三維激光切割原理與特點光切割是利用激光發(fā)生器產(chǎn)生高功率激光并利用光學(xué)鏡片對激光進(jìn)行聚量激光束照射在工件表面，在短時間內(nèi)將材料受激光束照射部分加熱到幾氏度，使得材料迅速熔化或者直接氣化[1]，與線切割、水切割等不同的是程中不存在切割力，是一種非接觸式的加工方法。如圖 1-1 所示，在實際光頭的運動，熔化的材料會被輔助氣體吹除切割區(qū)域，最終形成切縫。

三維激光切割平臺按照機(jī)械結(jié)構(gòu)和運動形式劃分，合作企業(yè)目前主要有以下三種類型：龍門式五軸機(jī)床、立式六軸機(jī)器人和倒置式六軸機(jī)器人切割平臺。圖 1-2 是龍門式五軸激光切割機(jī)床平臺，型號為 ML2015VZ1-20CF3，有效加工面積 1500mm×3000mm，Z 軸行程 600mm，X/Y/Z 軸重復(fù)定位精度±0.03mm，旋轉(zhuǎn)軸行程±360°，擺動軸行程±180°，輸出功率 1500w

立式六軸機(jī)器人切割平臺

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2802244