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利用ABF++保角参数化的网格曲面刀轨规划

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计算机辅助设计与图形学学报 2017年第4期29卷 728-733页

作者：许晨旸李静蓉王清辉周雪峰华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 广东省智能制造研究所广州510070

针对基于网格曲面参数化的刀轨规划中存在映射拉伸变形的问题,提出一种引入映射拉伸系数的网格曲面刀轨规划方法.首先采用ABF++保角参数化算法将网格曲面展平到参数域内;然后根据映射变形分析逐三角片地计算映射拉伸系数与梯度,并基于... 详细信息

针对基于网格曲面参数化的刀轨规划中存在映射拉伸变形的问题,提出一种引入映射拉伸系数的网格曲面刀轨规划方法.首先采用ABF++保角参数化算法将网格曲面展平到参数域内;然后根据映射变形分析逐三角片地计算映射拉伸系数与梯度,并基于此将三维网格上的轨迹参数转换到参数网格上;最后根据参数域内的轨迹参数分别生成往复式刀轨与环形刀轨.以人脸模型为例进行了仿真与加工实验,验证了该方法的有效性.

关键词：三角网格曲面刀轨规划映射拉伸变形保角参数化轨迹参数

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复杂曲面多点切触加工特征参数线刀轨规划

西安交通大学学报 2012年第1期46卷 81-85页

作者：樊文刚李建勇蔡永林马丽梅北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

为了使旋转法得到更好的应用,对旋转法的多点切触加工特性进行了深入分析,提出了特征点和特征参数线的概念.在此基础上,提出了适用于旋转法的特征参数线刀轨规划算法,首先利用旋转法确定圆环面刀具的最优刀位,然后通过迭代判断使下一条... 详细信息

为了使旋转法得到更好的应用,对旋转法的多点切触加工特性进行了深入分析,提出了特征点和特征参数线的概念.在此基础上,提出了适用于旋转法的特征参数线刀轨规划算法,首先利用旋转法确定圆环面刀具的最优刀位,然后通过迭代判断使下一条刀路的左特征参数线和当前刀路的右特征参数线在精度范围内重合,并由此实现刀轨的编排.算例表明,特征参数线刀轨规划算法可有效产生光顺无干涉的刀路,可充分利用旋转法加工带宽的优势,与等参数线法相比,其加工效率得到了明显的提高.

关键词：特征参数线刀轨规划复杂曲面

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STEP-NC控制器及其刀轨规划方法研究

计算机集成制造系统 2006年第9期12卷 1490-1494页

作者：刘涛王永章富宏亚哈尔滨工业大学机械制造及自动化系黑龙江哈尔滨150001

为实现产品模型数据交换标准—数控程序在传统数控机床上的应用,提出了产品模型数据交换标准—数控程序的刀轨规划方法。首先,概述了产品模型数据交换标准—数控程序控制器的类型及其3大核心功能模块,分析和研究了刀轨规划过程中坐标系... 详细信息

为实现产品模型数据交换标准—数控程序在传统数控机床上的应用,提出了产品模型数据交换标准—数控程序的刀轨规划方法。首先,概述了产品模型数据交换标准—数控程序控制器的类型及其3大核心功能模块,分析和研究了刀轨规划过程中坐标系转换问题,给出了利用产品模型数据交换标准—数控程序实体索引映射表规划加工特征刀轨的方法和步骤,着重分析了平面和型腔两个加工特征的加工策略,并基于上述方法给出了具体的规划方法流程图。最后,结合一个基于平面、孔和型腔3个加工特征的产品模型数据交换标准—数控程序实例,将所规划出的G代码程序在配备开放式数控系统HITCNC的3轴数控铣床上进行实际加工,实验结果证明,该刀轨规划方法是正确可行的,并具有一定的通用性。

关键词：产品模型数据交换标准-数控程序控制器刀轨规划加工策略数控系统

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面向特征库的整体叶轮刀轨规划方法

中国机械工程 2017年第8期28卷 894-898页

作者：许少坤阴艳超姬常杰牛红伟昆明理工大学机电工程学院昆明650500

针对整体叶轮曲面曲率变化大、流道为特殊型腔的特点,提出了一种面向特征的刀轨规划方法。分析了整体叶轮加工型面的特征及加工难点,建立由叶片、流道、进出水边、叶根等不同型面刀轨构成的特征库。设计叶轮加工型面与特征刀轨库间的匹... 详细信息

针对整体叶轮曲面曲率变化大、流道为特殊型腔的特点,提出了一种面向特征的刀轨规划方法。分析了整体叶轮加工型面的特征及加工难点,建立由叶片、流道、进出水边、叶根等不同型面刀轨构成的特征库。设计叶轮加工型面与特征刀轨库间的匹配规则,开发了整体叶轮加工型面特征刀轨规划系统。算例仿真表明,该方法可有效减少叶轮加工曲面的刀路数量,提高整体叶轮自由曲面叶片的加工质量和效率。

关键词：整体叶轮刀轨规划特征刀轨匹配规则

Tricept型并联机床曲面加工的刀轨规划

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北京工业大学学报 2002年第4期28卷 398-404页

作者：李剑锋王新华刘德忠费仁元汪劲松北京工业大学机械工程及应用电子技术学院北京100022 清华大学精仪系制造工程研究所北京100084

研究了Tricept型并联机床采用平底刀加工曲面时的刀轨规划问题.首先简要地介绍了机床的结构组成,并对机床的逆运动学及其位姿作业空间进行了分析.在此基础上,给出了刀具干涉检验及刀具位姿作业空间检验的有效算法.借助于传统五坐标数控... 详细信息

研究了Tricept型并联机床采用平底刀加工曲面时的刀轨规划问题.首先简要地介绍了机床的结构组成,并对机床的逆运动学及其位姿作业空间进行了分析.在此基础上,给出了刀具干涉检验及刀具位姿作业空间检验的有效算法.借助于传统五坐标数控机床曲面加工的等残高刀轨路径生成方法,提出了适用于Ticept型并联机床的刀轨规划算法.

关键词： Tricept型并联机床曲面加工等加工残高刀轨规划数控机床

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车铣加工复杂曲面刀轨规划的研究

车铣加工复杂曲面刀轨规划的研究

作者：唐文龙沈阳理工大学

学位级别：硕士

随着各类机械装备的快速发展,具有复杂曲面的零件使用越来越多,该类零件的切削加工成为其制造环节的瓶颈。车铣是一种基于多轴控制的复合加工技术,易于实现该类零件的高效、高速切削加工。合理对刀具轨迹进行规划是车铣加工复杂曲面的... 详细信息

随着各类机械装备的快速发展,具有复杂曲面的零件使用越来越多,该类零件的切削加工成为其制造环节的瓶颈。车铣是一种基于多轴控制的复合加工技术,易于实现该类零件的高效、高速切削加工。合理对刀具轨迹进行规划是车铣加工复杂曲面的关键问题,因此研究复杂曲面车铣加工中的刀轨规划,解决刀轨编程困难、效率低等诸多问题,对实现此类零件的高效车铣加工有着重要的意义。本文通过配置VERICUT7.0与NX7.5的接口程序,结合NX7.5与VERICUT7.0的刀轨规划与刀轨验证优势功能形成新的NXV集成系统。通过模拟现实加工环境,实现虚拟制造环境下的复杂曲面车铣加工刀轨规划研究。课题选取了三种典型复杂曲面(螺杆钻具转子、等(变)螺距直螺杆与整体叶轮)作为研究对象,三种类型工件的加工曲面有着不同的形成机理,本文分别对其进行了曲面形成机理的研究、NX环境下的数学模型的转换、三维参数化模型的建立、刀轨的规划及刀轨的验证等研究工作。研究中着重分析了NX环境下规划的刀轨在VERICUT中产生干涉,过切或欠切等问题的原因,并针对产生的问题给出了详细的解决办法。研究表明通过在NXV集成系统中对复杂曲面进行车铣加工,可以实现虚拟制造环境下此类零件的精确加工。为此类零件的生产节省了编程和试切成本,从而提高加工此类零件的生产效率,降低生产成本。

关键词：车铣加工复杂曲面刀轨规划刀轨验证

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面向特征的整体叶轮多轴铣削刀轨规划与优化

面向特征的整体叶轮多轴铣削刀轨规划与优化

作者：许少坤昆明理工大学

学位级别：硕士

整体叶轮是涡轮式发动机的核心部件,在航空航天、能源动力等领域有着广泛的应用,属于典型难加工复杂曲面类零件。其型面曲率变化大,扭曲程度高、叶片薄且相对较长,呈不可展开直纹面,叶片间流道形成的区域空间较小,呈半封闭螺旋型腔结构... 详细信息

整体叶轮是涡轮式发动机的核心部件,在航空航天、能源动力等领域有着广泛的应用,属于典型难加工复杂曲面类零件。其型面曲率变化大,扭曲程度高、叶片薄且相对较长,呈不可展开直纹面,叶片间流道形成的区域空间较小,呈半封闭螺旋型腔结构。因此,叶轮加工时叶片易变形且叶片间易发生干涉状况等,给叶轮整体加工带来较大困难。但由于叶轮型面的加工精度和表面质量对发动机性能和寿命有着决定性的影响。因此,高效的刀轨规划方法成为整体叶轮加工质量和效率提高的研究重点。针对整体叶轮的典型型面特征,本文提出了面向特征的整体叶轮多轴铣削加工方法,并开发了整体叶轮加工型面特征刀轨规划系统。首先,在分析现阶段整体叶轮类零件加工的工艺特点和难点的基础上,根据整体叶轮加工型面特征,建立了由叶片、流道、进出水边、叶根等不同型面刀轨构成的整体叶轮多轴铣削特征库;设计了叶轮加工型面与特征刀轨库间的匹配规则;然后,针对整体叶轮的叶根过渡曲面做了型面特征分析,研究了在叶根过渡曲面加工过程中的刀轴控制方法,并给出了该特征刀轨的可行域,通过建立关键工艺参数与可行域结构的对应关系的完成对该过渡区域刀路轨迹优化;最后,构建了整体叶轮加工型面特征刀轨优化系统框架制作了特征刀轨铣削加工模板,通过加工型面刀轨与特征刀轨的匹配,实现整体叶轮加工型面特征刀轨的规划和优化,并通过实例验证了面向特征的整体叶轮加工方法的优越性。本论文研究方法简化了整体叶轮刀轨规划过程,减少叶轮加工曲面的刀路数量,提高了整体叶轮自由曲面叶片加工质量和效率,对解决其他类型复杂曲面类零件的特征刀轨规划问题提供了有效的参考,对提高叶轮类零件数控铣削性能具有十分重要的理论意义和生产应用价值。

关键词：整体叶轮铣削加工特征库刀轨规划刀轨优化

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基于改进等残留高度的刀轨规划方法研究

基于改进等残留高度的刀轨规划方法研究

作者：梁奉兴山东理工大学

学位级别：硕士

数控加工技术是计算机辅助设计和制造技术的重要组成部分,而规划走刀路线又是数控加工技术中最重要的内容。在数控加工中,规划刀具轨迹算法的优劣直接影响加工表面的质量和加工效率。本文主要对传统的等残留高度刀轨生成算法进行了优化... 详细信息

数控加工技术是计算机辅助设计和制造技术的重要组成部分,而规划走刀路线又是数控加工技术中最重要的内容。在数控加工中,规划刀具轨迹算法的优劣直接影响加工表面的质量和加工效率。本文主要对传统的等残留高度刀轨生成算法进行了优化,并且对刀具干涉现象进行了讨论和处理。在刀轨优化方面,由于走刀方向的选择很大程度上会影响表面加工质量和加工效率,所以本文给出了一种基于主曲率匹配的等残留高度刀轨生成算法,从而确定了最优走刀方向。重点针对曲面曲率变化较大时刀轨过于弯曲导致的刀具过切问题,提出了一种基于加速度约束等残留高度刀轨生成算法。该算法首先在传统等残留高度刀轨生成算法的基础上生成预刀轨,然后对预刀轨上各刀触点进行加速度判断,并根据判断的结果对不符合加速度条件的刀触点进行位置调整,最后把新得到的刀触点重新拟合成刀轨,从而达到优化刀轨的目的,使得刀轨更加平滑。在干涉处理方面,首先对主要的几种刀具干涉现象进行了详细的分析,然后指出了几种处理干涉的方法的不足之处,最后对最重要的三种干涉现象进行了深入探讨,并列出了各自现象的解决办法。针对本文中提出的算法,借助UG二次开发平台,运用高级编程C语言,在编程软件VC++6.0中对UG CAM部分进行二次开发,并对开发后的算法在UG软件上进行刀路仿真。比较传统的算法和本文提出的算法,结果表明,本文提出的算法使刀轨更加平滑而且总路线缩减,表明了该算法是有效的。

关键词：数控加工等残留高度刀具干涉加速度约束刀轨规划

基于散乱点云的层切法粗加工刀轨规划方法研究

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制造业自动化 2017年第8期39卷 81-85,110页

作者：朱淑梅刘威朱俊俊周琛孙文鑫苏州科技大学机械工程学院苏州215000

提出了一种对散乱点云运用层切法规划三轴粗加工行切刀轨的方法。采用点云切片法计算出切削平面上的轮廓点集,提出直接对每一行刀轨切削范围内的轮廓点集计算无干涉刀位点、规划刀轨的方法;为了避免相邻行刀轨连接时在凸区域产生过切、... 详细信息

提出了一种对散乱点云运用层切法规划三轴粗加工行切刀轨的方法。采用点云切片法计算出切削平面上的轮廓点集,提出直接对每一行刀轨切削范围内的轮廓点集计算无干涉刀位点、规划刀轨的方法;为了避免相邻行刀轨连接时在凸区域产生过切、凹区域切削余量过大的问题,提出一种新增过渡刀位点、再通过过渡刀位点连接的方法。所提出的方法直接对点和刀轨计算,无需组织切削区域或构造中间数据结构,实现了刀轨高效生成和误差控制,最后对算例生成刀轨并进行加工仿真,验证了算法的可行性。

关键词：层切法粗加工刀位点刀轨规划