本文關鍵詞：雙轉臺式五軸聯(lián)動加工中心后置處理器的開發(fā)與實踐

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【摘要】：近年來我國五軸數(shù)控加工中心在不斷的增多,而且基于數(shù)控自動編程的各大三維軟件其編程速度的高效性,各大廠商開始使用智能化數(shù)控加工技術來加工一些葉輪,葉片等復雜曲面零件,從而高效解決了生產(chǎn)效率低,工件精度差等問題。由于廠商根據(jù)自身的條件,資金,廠房大小等方面的問題,購買的五軸數(shù)控加工中心其結構尺寸,刀具、工作臺的旋轉方式,機床國籍等存在差異,并且這些機床都配有不同國家生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng),然后又使用了多種不同CAM數(shù)控軟件進行編程,從而使得五軸數(shù)控編程技術存在著許多問題,而當中最關鍵的技術問題存在于不同三維軟件和結構各異的數(shù)控機床之間,一個起紐帶作用的針對某某五軸數(shù)控機床的基于某某CAM三維軟件的專用后置處理器。如何能讓五軸數(shù)控加工技術發(fā)揮它在制造領域的絕對優(yōu)勢,解決其機床NC后置處理軟件開發(fā)迫在眉睫,而其中針對五軸機床的結構進行機床各運動軸的運動求解是關鍵。由于實際操作中刀具與工件的多維空間運動,目前各大商用的后置處理軟件處理出來的NC代碼存在缺陷,直接使用此NC代碼,可能影響工件加工時的精度及其加工效率等問題。對于商用后置處理軟件的完全不透明性,為此本文基于JAVA高級語言對各大CAM軟件前置處理出來的APT文件進行NC代碼轉換的編制,而此NC代碼未對零點偏置,動態(tài)速度,非線性誤差以及刀具3D補償?shù)葯C床誤差補償問題進行控制,極需要合適的算法對上述問題進行控制,這也是本論文研究的實用性,這些問題直接加大了五軸機床后置處理軟件的開發(fā)�；谏鲜龊笾锰幚磉^程中存在的問題,本文以一臺(A-C)式雙轉臺五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心為研究對象,基于CAM三維軟件,用JAVA編寫出五軸機床后置處理軟件。首先,文章分析了三維軟件的刀位源文件的共同特點并對葉輪模型基于三維CAM軟件的刀位源文件進行了提取。然后針對VMC850F五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心機床的結構特點,對此機床坐標轉換數(shù)學模型的建立,并針對零點偏置,動態(tài)速度,非線性誤差以及刀具3D補償?shù)葐栴}建立數(shù)學模型,通過后置出來的NC代碼和Matlab數(shù)據(jù)圖對非線性誤差進行了驗證。基于三維軟件的刀位源文件,利用JAVA高級語言編寫出五軸后置處理軟件,該軟件不僅可以進行NC代碼的轉換,還對零點偏置,動態(tài)速度,非線性誤差以及刀具3D補償?shù)葐栴}進行了解決,軟件還建立了五軸機床后置處理參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。最后針對復雜曲面零件—分流式葉輪進行刀路軌跡的規(guī)劃,并利用此后置處理軟件進行后置處理,通過Vericut仿真軟件進行模擬加工和VMC850五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心實際加工,從實際葉輪零件的加工成功驗證了此后置處理軟件的效用性.
【關鍵詞】：VMC850F 后置處理 葉輪 Vericut JAVA
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 數(shù)控編程技術的概述10-11
• 1.2 數(shù)控加工的過程11-12
• 1.3 后置處理技術的概述12-13
• 1.3.1 后置處理技術在國內外的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4 論文研究的主要內容13-14
• 1.5 本章小結14-15
• 第二章 VMC850F五軸聯(lián)動加工中心及其運動求解15-24
• 2.1五軸數(shù)控機床的機床結構分析15-17
• 2.1.1 刀具雙擺動式五軸聯(lián)動機床15-16
• 2.1.2 工作臺雙回轉式五軸聯(lián)動機床16
• 2.1.3 刀具和工作臺分別回轉式五軸聯(lián)動機床16-17
• 2.2 VMC850F五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心機床參數(shù)17-18
• 2.3 VMC850F型數(shù)控機床的機床結構分析18-20
• 2.4 VMC850F加工中心運動學求解20-22
• 2.4.1 A、C轉角的計算20-21
• 2.4.2 機床運動坐標X、Y、Z的計算21-22
• 2.5 整體式葉輪的MATLAB仿真22-23
• 2.6 本章總結23-24
• 第三章 VMC850F中心的算法拓展24-43
• 3.1 增量值編程的角度值修正24-25
• 3.2 程序的平移及旋轉25-27
• 3.3 非線性誤差補償?shù)难芯?/span>27-35
• 3.3.1 非線性誤差產(chǎn)生的機理27-28
• 3.3.2 非線性誤差插補軌跡方程的建立28-29
• 3.3.3 非線性誤差的計算29-30
• 3.3.4 非線性誤差的控制辦法30-35
• 3.3.4.1 最大非線性誤產(chǎn)生的位置確定30-32
• 3.3.4.2 非線性誤差補償?shù)膶崿F(xiàn)32-35
• 3.4 動態(tài)速度處理的研究35-38
• 3.5 刀具 3D半徑分析及補償38-42
• 3.6 本章小結42-43
• 第四章 五軸機床后置處理器的編制43-71
• 4.1 數(shù)控編程語言APT和刀位源文件的分析43-49
• 4.1.1 數(shù)控自動編程概述43-44
• 4.1.2 編程系統(tǒng)的APT語言44
• 4.1.3 三維軟件的刀位源文件分析44-47
• 4.1.4 CLSF刀位源文件處理47-49
• 4.2 后置處理軟件的JAVA實現(xiàn)49-57
• 4.2.1 CLSF文件事件格式49-52
• 4.2.2 截取信息和傳遞方法52-53
• 4.2.3 機床指令格式53-54
• 4.2.4 機床運動指令54-55
• 4.2.5 輔助操作指令55
• 4.2.6 刀具管理指令55-56
• 4.2.7 固定循環(huán)指令56-57
• 4.3 五軸機床后處理軟件主要代碼展示57-60
• 4.3.1 打開文件代碼57
• 4.3.2 保存文件代碼57-58
• 4.3.3 刀具與主軸轉速輸出代碼58
• 4.3.4 走直線加工代碼58-59
• 4.3.5 圓弧功能代碼59
• 4.3.6 計算五軸編程各值總代碼59-60
• 4.4 五軸數(shù)控機床后置處理器的界面設計60-70
• 4.4.1 登陸界面61-62
• 4.4.2 啟動界面62
• 4.4.3 主界面的窗口62-63
• 4.4.4 軟件各模塊的介紹63-65
• 4.4.5 機床數(shù)據(jù)模塊65
• 4.4.6 刀具管理模塊65-66
• 4.4.7 后置設置模塊66-68
• 4.4.8 后置補償模塊68-69
• 4.4.9 后置處理模塊69-70
• 4.5 本章小結70-71
• 第五章 分流式葉輪的數(shù)控編程與加工仿真驗證71-82
• 5.1 分流式葉輪結構特點71-72
• 5.2 分流葉輪的加工工藝分析72-76
• 5.2.1 加工毛坯73
• 5.2.2 流道粗加工73-74
• 5.2.3 葉片精加工74-75
• 5.2.4 流道精加工75
• 5.2.5 后置處理75-76
• 5.3 五軸機床后置處理軟件的實驗驗證76-81
• 5.3.1 非線性誤差補償功能的驗證76-78
• 5.3.2 刀具 3D半徑補償功能的驗證78-81
• 5.4 小結81-82
• 第六章 總結與展望82-84
• 6.1 總結82-83
• 6.2 展望83-84
• 參考文獻84-88
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明88-89
• 致謝89

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本文編號：697842