本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜曲面五軸聯(lián)動數(shù)控加工的進(jìn)給率規(guī)劃，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：五軸數(shù)控機(jī)床是由三軸機(jī)床增加兩個旋轉(zhuǎn)自由度構(gòu)成,利用這兩個旋轉(zhuǎn)軸,五軸數(shù)控機(jī)床可以提高刀具的可達(dá)性,成為加工復(fù)雜曲面零件的重要手段。但由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的引入,數(shù)控代碼中的機(jī)床進(jìn)給率與刀尖點運(yùn)行速度成為非線性關(guān)系,數(shù)控代碼中指定的進(jìn)給率難以反映刀具的真實進(jìn)給率,本文針對復(fù)雜曲面零件的五軸高效數(shù)控加工,研究了同時考慮機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系運(yùn)動學(xué)約束的進(jìn)給率規(guī)劃問題。本課題主要研究內(nèi)容有: 1.針對三種不同結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)特點,闡述了產(chǎn)生回轉(zhuǎn)中心誤差的原因,研究了在后置處理中補(bǔ)償回轉(zhuǎn)中心誤差的方法并提出相應(yīng)的算法,并在雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸數(shù)控機(jī)床上驗證了后置處理方法的有效性。 2.針對五軸聯(lián)動數(shù)控加工中恒定機(jī)床進(jìn)給率下加工刀尖點速度波動的問題,提出了同時考慮機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系下運(yùn)動學(xué)性能約束的進(jìn)給率規(guī)劃方法。根據(jù)后置處理研究中得到的機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系之間的運(yùn)動學(xué)變換關(guān)系,綜合考慮了機(jī)床各軸運(yùn)動速度和加速度約束條件,以及刀尖點與工件相對運(yùn)動速度與加速度約束條件,對各程序段中的機(jī)床進(jìn)給速度進(jìn)行規(guī)劃,同時實現(xiàn)了機(jī)床運(yùn)行速度和刀尖點速度的平滑,在具有擺頭-轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床上驗證了規(guī)劃進(jìn)給率的數(shù)控代碼,加工時間縮短了32.9%。利用Vericut中的Optipath模塊,對基于材料去除率速度規(guī)劃方法進(jìn)行研究。 3.在上述兩項工作的基礎(chǔ)上,基于Visual Studio_2008為三種結(jié)構(gòu)的五軸數(shù)控機(jī)床開發(fā)了專用后置處理程序,在后置處理生成NC代碼的過程中,同時考慮了機(jī)床回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心誤差。針對木質(zhì)船模精加工和發(fā)動機(jī)整體葉輪的五軸加工規(guī)劃了加工工藝,并應(yīng)用專用軟件進(jìn)行后置處理,對生成的NC代碼進(jìn)行速度規(guī)劃,最后進(jìn)行了實驗驗證。
【關(guān)鍵詞】：五軸聯(lián)動 后置處理 進(jìn)給率規(guī)劃 機(jī)床坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 數(shù)控加工技術(shù)概述12-15
• 1.1.1 數(shù)控編程的關(guān)鍵技術(shù)13
• 1.1.2 數(shù)控編程的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.1.3 小結(jié)15
• 1.2 后置處理關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 刀位數(shù)據(jù)后置處理15-16
• 1.2.2 五軸聯(lián)動進(jìn)給速度規(guī)劃16-17
• 1.3 課題研究目的與意義17-18
• 1.4 課題主要內(nèi)容18-20
• 第二章 五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床后置處理及誤差補(bǔ)償20-36
• 2.1 后置處理的基本概念20-25
• 2.1.1 刀位文件20-23
• 2.1.2 五軸機(jī)床運(yùn)動軸的定義23
• 2.1.3 五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)類型23-25
• 2.1.4 五軸數(shù)控機(jī)床回轉(zhuǎn)中心幾何誤差的概念25
• 2.2 五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床運(yùn)動學(xué)變換25-33
• 2.2.1 運(yùn)動學(xué)變換中相關(guān)坐標(biāo)系的定義25-26
• 2.2.2 A-C 雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床運(yùn)動學(xué)變換26-29
• 2.2.3 B-C 雙擺頭五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床運(yùn)動學(xué)變換29-31
• 2.2.4 A 轉(zhuǎn)臺B 擺頭五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床運(yùn)動學(xué)變換31-33
• 2.3 后置處理誤差補(bǔ)償?shù)姆抡骝炞C33-35
• 2.4 小結(jié)35-36
• 第三章 五軸聯(lián)動數(shù)控加工進(jìn)給率規(guī)劃36-53
• 3.1 進(jìn)給率規(guī)劃的基本概念和意義36-37
• 3.1.1 刀尖點速度和機(jī)床進(jìn)給率36
• 3.1.2 進(jìn)給率規(guī)劃的工程意義36-37
• 3.2 基于刀尖和機(jī)床運(yùn)動學(xué)約束的進(jìn)給率規(guī)劃方法37-43
• 3.2.1 進(jìn)給率規(guī)劃的假設(shè)條件37
• 3.2.2 進(jìn)給率規(guī)劃數(shù)學(xué)模型37-38
• 3.2.3 進(jìn)給率規(guī)劃模型模型求解38-39
• 3.2.4 進(jìn)給率規(guī)劃算法仿真39-43
• 3.3 基于恒定材料去處率的進(jìn)給率規(guī)劃方法43-52
• 3.3.1 VERICUT 簡介43-44
• 3.3.2 優(yōu)化原理44-45
• 3.3.3 優(yōu)化仿真45-52
• 3.4 小結(jié)52-53
• 第四章 后置處理軟件開發(fā)與加工應(yīng)用53-75
• 4.1 專用后置處理系統(tǒng)53-55
• 4.1.1 后置處理系統(tǒng)簡介53
• 4.1.2 專用后置處理系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)53-55
• 4.2 專用后置處理器的軟件開發(fā)55-59
• 4.2.1 開發(fā)平臺的選擇55
• 4.2.2 程序架構(gòu)55-56
• 4.2.3 主要算法56-57
• 4.2.4 操作界面57-59
• 4.3 五軸聯(lián)動數(shù)控加工工藝規(guī)劃59-72
• 4.3.1 五軸數(shù)控加工工藝簡介59-62
• 4.3.2 木質(zhì)船模五軸數(shù)控精加工工藝62-68
• 4.3.3 整體葉輪五軸數(shù)控加工工藝68-72
• 4.4 后置處理軟件的加工應(yīng)用72-73
• 4.5 小結(jié)73-75
• 第五章 總結(jié)與展望75-77
• 5.1 總結(jié)75
• 5.2 展望75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄81

【引證文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王恩遠(yuǎn);林宋;張琪琪;王丹;馬壯;郭貴賓;劉傳楊;;基于五軸數(shù)控機(jī)床的膝關(guān)節(jié)復(fù)雜曲面高效加工策略[J];現(xiàn)代制造工程;2012年08期

2 張向國;張海鷗;王湘平;王桂蘭;;等離子弧熔積五軸成形軌跡規(guī)劃方法[J];新技術(shù)新工藝;2013年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 韓春茂;薄壁殼體位置標(biāo)識噴印系統(tǒng)開發(fā)[D];大連理工大學(xué);2012年

2 張善永;石材立體工藝制品雕刻機(jī)器人加工技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2012年

3 王力爽;數(shù)控加工仿真及加工參數(shù)優(yōu)化的研究[D];沈陽理工大學(xué);2012年

4 陳志成;基于刀具軌跡的五軸插補(bǔ)器的研究與開發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

5 胡命華;五軸數(shù)控側(cè)銑加工進(jìn)給參數(shù)優(yōu)化技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2013年

6 李莊;五軸機(jī)床運(yùn)動學(xué)通用建模理論研究及應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2013年

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本文編號：465877