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基于Matlab的数控加工代码仿真检验

工具技术 2002年第7期36卷 11-13页

作者：熊烽宾鸿赞华中科技大学

为保证实际数控加工的顺利进行 ,需要采用仿真加工技术对数控加工代码的正确性进行检验。在研究数控加工代码仿真检验技术的基础上 ,开发了基于Matlab平台的数控工具磨床仿真加工系统 ,实现了复杂形状刀具数控磨削加工代码的仿真检验。

关键词：数控工具磨床数控磨削加工代码仿真检验 Matlab

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数控加工仿真器加工代码的计算机识别

机械制造 2002年第3期40卷 13-15页

作者：孙宏伟马玉林哈尔滨工业大学现代生产中心邮政编码150001

随着数控技术、计算机仿真与建模技术的发展,建立一个能够分析机床设备加工效率、预测产品加工精度、反映真实加工过程的数控加工仿真器已显得尤为重要。如何对数控代码进行正确有效的识别与分析,成为建立精确数控加工过程仿真器的前提... 详细信息

随着数控技术、计算机仿真与建模技术的发展,建立一个能够分析机床设备加工效率、预测产品加工精度、反映真实加工过程的数控加工仿真器已显得尤为重要。如何对数控代码进行正确有效的识别与分析,成为建立精确数控加工过程仿真器的前提和关键。文章根据数控代码的特点,采用预处理控制流程,很好地解决了加工代码的计算机识别问题。

关键词：数控仿真加工代码预处理控制计算机识别仿真器

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多轴机床通用运动学建模方法

制造技术与机床 2018年第3期 89-94页

作者：李进进吕学庚哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

在数控加工后处理过程中,为提高刀位文件与加工代码间相互转化的正确性,提出了多轴机床通用运动学建模方法。将机床视为特殊的串联型机构,根据各运动部件的依附关系,计算各部件的矩阵符号系数,采用齐次坐标变换的方法,建立多轴机床运动... 详细信息

在数控加工后处理过程中,为提高刀位文件与加工代码间相互转化的正确性,提出了多轴机床通用运动学建模方法。将机床视为特殊的串联型机构,根据各运动部件的依附关系,计算各部件的矩阵符号系数,采用齐次坐标变换的方法,建立多轴机床运动学形状函数,定义了求解运动学方程的边界条件,并提出了求解方法,运动学方程的解可应用于后处理。以摆头转台XYZ-BC式五轴机床为例,利用所提出的建模方法建立了运动学方程,并将用于加工某精锻叶片进气缘处的刀位文件转换成了加工代码,在VERICUT仿真平台上虚拟仿真加工,仿真结果验证了多轴机床通用运动学建模方法的正确性。通用运动学建模方法适用于各类机床,引入边界条件的求解方法可提高求解复杂结构机床运动学方程的准确性。

关键词：多轴机床运动学方程刀位文件加工代码

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面向三角网格模型的直接数控编程系统研究

面向三角网格模型的直接数控编程系统研究

作者：钟国宇广东工业大学

学位级别：硕士

随着数字化设计与制造技术的发展及其越来越广泛的工业应用,数字化曲面模型的构建与数控加工成为其核心环节。由于复杂曲面功能需求,使曲面模型的构建大多始于实物模型,曲面的三角网格模型表达已非常普遍,被广泛应用于快速原型制造中。... 详细信息

随着数字化设计与制造技术的发展及其越来越广泛的工业应用,数字化曲面模型的构建与数控加工成为其核心环节。由于复杂曲面功能需求,使曲面模型的构建大多始于实物模型,曲面的三角网格模型表达已非常普遍,被广泛应用于快速原型制造中。然而,相比于较为成熟的参数曲面模型数控加工方法,基于曲面网格模型的直接数控加工系统研究则面临着一系列困难。本文基于曲面零件的三角网格模型,重点研究三角网格模型拓扑关系建立和偏置模型生成方法、偏置模型截面交点求取方法、曲线拟合算法等方法,实现数控加工代码生成及系统开发。本论文的主要内容包括：1)全面调研基于三角网格模型的数控加工领域的国内外研究现状,分析该领域的关键问题,指明当前面向三角网格模型数控加工存在的难点问题,确定面向三角网格模型的数控加工技术的研究内容与实施方案。2)深入研究三角网格模型的偏置模型生成方法,研究基于顶点法矢的偏置模型实现方法。在重构三角网格模型的拓扑关系的基础上,研究结合干涉判断的网格模型顶点法矢计算方法,研究实现高精度无干涉三角网格偏置模型的生成。3)在建立精确偏置模型基础上,研究基于拓扑关系的截平面法,并结合截平面法研究走刀方式和截面间距的确定方法,研究基于模型拓扑关系和优化求取网格模型交点的方法,实现精确网格模型交点的求取。4)基于截面法生成的网格模型交点,采用三次非均匀B样条插值法进行曲线拟合,并根据加工零件的曲面特征采用等参数离散确定步长,规划加工路径,生成加工代码。5)在上述研究的基础上,基于Visual C++开发工具和OpenGL技术,开发出面向三角网格模型的直接数控加工系统,并通过若干个网格模型实例,验证该数控加工系统的可行性和有效性。

关键词：三角网格偏置模型截面法插值加工代码

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全自动贴袋机控制系统开发

全自动贴袋机控制系统开发

作者：张涛华中科技大学

学位级别：硕士

全自动贴袋机应用于牛仔服及衬衫口袋的缝制作业,其具有操作方便、省时高效和连续化缝纫等特点,满足工厂的自动化生产需求。全自动贴袋机控制系统是在传统电脑花样机平台的基础上,结合PLC技术,设计的一款能够全自动实现口袋免熨折边、... 详细信息

全自动贴袋机应用于牛仔服及衬衫口袋的缝制作业,其具有操作方便、省时高效和连续化缝纫等特点,满足工厂的自动化生产需求。全自动贴袋机控制系统是在传统电脑花样机平台的基础上,结合PLC技术,设计的一款能够全自动实现口袋免熨折边、取料、缝纫等操作的高度自动化的控制系统。本论文对全自动贴袋机控制系统的关键技术进行研究,并就以下四部分展开论述。1、总体方案设计。分析国内外贴袋机的发展现状,从贴袋机的功能需求发出,确定控制系统模型和上下位机硬件平台配置。分析系统软件构架,确定控制系统控制方案,并设计具体软件实现方案。2、上位机软件系统方案设计与实现。采用Win CE开发平台,基于一种多元的缝纫花样格式,提出了加工代码实现方案。设计出实体打断算法和代码实体化算法,实现对花样文件编辑。并完成了通讯模块的设计和实现。3、下位机运动控制系统软件设计及实现。根据下位机功能模块和整体控制流程,分别对全自动贴袋控制方案和IO口进行设计。实现加工代码信息提取以及逻辑运动控制。4、全自动控制系统的调试实验。介绍了控制系统调试前的检测工作,和花样文件的定制操作,并对花样文件进行缝纫测试,保证贴袋缝纫控制结果正确。经检测,全自动贴袋机控制系统最终达到预定指标。目前已实现产品化,投入市场,且用户反馈良好。

关键词：全自动贴袋机控制系统人机交互加工代码逻辑运动控制

熔融沉积3D打印数据处理算法与工艺参数优化研究

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熔融沉积3D打印数据处理算法与工艺参数优化研究

作者：王益康合肥工业大学

学位级别：硕士

3D打印技术属于快速成型技术的一种,始于上世纪80年代,经过30多年的成长后,借助智能制造浪潮再一次高速发展起来,如今为个人和企业提供了不同于传统制造技术的新思路。熔融沉积3D打印技术(FDM)由于其工艺简单、清洁安全、材料丰富且制... 详细信息

3D打印技术属于快速成型技术的一种,始于上世纪80年代,经过30多年的成长后,借助智能制造浪潮再一次高速发展起来,如今为个人和企业提供了不同于传统制造技术的新思路。熔融沉积3D打印技术(FDM)由于其工艺简单、清洁安全、材料丰富且制造成本低以及较高精度等特点被广泛应用于医疗、建筑、考古、教育以及工业制造等领域。FDM工艺成形系统包括硬件设备和软件系统,其中数据处理软件更是软件系统的核心,研究数据处理软件中关键算法有助于深入理解各种工艺的成形原理并帮助提高3D打印成形效率和精度,是一项非常有意义的工作。论文的主要内容包括：(1)本文在研究3D打印工艺基础上,对比分析了各种工艺的优缺点说明了FDM工艺特点和优势。对FDM技术的主要工艺参数进行建模和数学分析,掌握了工艺参数与加工精度之间的关系以及几种主要成形误差产生的原因。(2)深入分析了3D打印数据处理软件输入模型STL文件的组织结构,对3D打印数据处理软件的模块和流程作了规划。通过对应用中常见的三种分层切片算法研究,改进并提出了轮廓交点最值替换求值分层切片算法并通过编程实现,阐述了OpenGL可视化开发工具的原理,并实现了对STL模型显示和操作。(3)本文在实现STL模型分层切片功能后,研究了FDM工艺下的分层截面路径填充方法,对主要的几种路径填充算法进行了深入研究和优缺点分析,在改进原有算法的基础上设计了基于轮廓交点分组排序的混合填充方法,详细论述了其算法几何步骤及计算过程。阐述了CLI文件结构及其生成CLI的程序设计方法,最终将研究得到的工艺参数与路径点整合,实现了加工代码的输出。(4)通过本文中所研究的两种FDM工艺主要数据处理算法生成了加工代码,并测试其正确性,并设计正交试验优化方案对FDM工艺参数进行优化,分析各组加工结果后,得到最优参数组合并再次进行试验验证优化结果的正确性。本论文研究开发的FDM工艺3D打印数据处理关键算法及其软件对于能够生成正确的加工代码已具备基本的加工使用功能,同时经过优化后的工艺参数确实提高了产品加工精度,优化方案具有较好指导意义。

关键词： FDM工艺参数 STL分层切片路径填充加工代码正交试验优化

盘状零件侧边磨削工艺研究及基于运动控制卡的专用磨床开发

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盘状零件侧边磨削工艺研究及基于运动控制卡的专用磨床开发

作者：杨尚伟济南大学

学位级别：硕士

汽车垫片作为安装在汽车上的零部件，它的生产水平最终关系到整个国家汽车行业的发展趋势。垫片类零件大多都是小型盘状零件，所以盘状零件的加工技术水平的高低，也直接影响到汽车的整体性能。但是，当前国内汽车零部件生产厂家还无法... 详细信息

汽车垫片作为安装在汽车上的零部件，它的生产水平最终关系到整个国家汽车行业的发展趋势。垫片类零件大多都是小型盘状零件，所以盘状零件的加工技术水平的高低，也直接影响到汽车的整体性能。但是，当前国内汽车零部件生产厂家还无法与国外大的零部件生产公司相抗衡。本论文是对盘状零件侧边进行快速磨削，手工磨床无法满足加工需求，随着科学技术的发展和竞争的日趋激烈，数控技术作为先进生产力的代表，在机械制造业中起着非常重要的作用。通过多年的经验得出：只有通过与计算机的联合，才能使磨床在加工工件过程中具有更高的效率，更好的可靠性。随着市场化的快速发展，传统的数控系统的局限性就显现出来，它不能与不同的数控机床共享资源，应用模块不能扩展，就像一台封闭的黑箱，根本不知道里面的内容，更不用提对它如何进行利用、扩展等。于是在这种情况下，出现了一种商业化运动控制卡，它能够进行扩展，能充分利用计算机的资源。运动控制卡的出现，开放式数控系统也成为人们重要研究的方向。综合以上方面论述，基于“PC+运动控制卡”的开放式数控系统及专用磨床的开发任务已经十分紧迫。专用磨床兼有低成本和高效率的优点，在大批、大量生产中得到广泛应用，并可以组成自动生产线。专用磨床一般用于加工盘状类或特殊形状的零件。加工时，工件可以旋转，再由砂轮的旋转运动与工件的相对进给运动，来实现磨削平面、外圆等。本文研究了获取盘状零件的磨削加工工艺参数。引入数控系统控制原理的插补函数概念，以Visual C++6.0为开发工具，采用了面向对象和模块化的思想对基于“PC+运动控制卡”的设计方案开发了嵌入式的单机版开放式数控系统。建立计算机与运动控制器的通讯与连接，以及运动控制卡与伺服单元的连接与通讯。根据盘状零件的加工工艺要求，通过UG软件根据盘状零件的实际尺寸进行三维造型设计，再通过UG CAM模块，对加工零件提取数控加工代码、综合仿真等。

关键词：磨床盘状零件运动控制卡 UG 加工代码

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自动换料电脑花样机控制系统软件的研发

自动换料电脑花样机控制系统软件的研发

作者：朱建成华中科技大学

学位级别：硕士

本文的研究内容是开发一款拥有自动送料回料功能的电脑花样机。它是以传统的手动换料电脑花样机为基础而设计出的一款能够配合缝纫动作进行自动换料的高度自动化的工业缝纫机。相比传统花样机,其高效率、设计灵活的特点符合企业对于高... 详细信息

本文的研究内容是开发一款拥有自动送料回料功能的电脑花样机。它是以传统的手动换料电脑花样机为基础而设计出的一款能够配合缝纫动作进行自动换料的高度自动化的工业缝纫机。相比传统花样机,其高效率、设计灵活的特点符合企业对于高度自动化缝纫的要求,自动换料电脑花样机控制系统能够满足市场对它的需求。分析国内外电脑花样机的发展现状,根据自动换料缝纫的动作要求,确定基于ARM Cortex-A8的上位机硬件平台和6轴运动控制器的下位机硬件平台。分析CAD/CAM的总体软件系统结构,研究并确定自动换料软件的实现方案。采用Win CE操作系统,分析缝纫行业主流花样文件格式,结合缝制图形的数据结构特征,设计了一种新的缝纫帧结构。定义新型的BAS数据格式文件,在此基础上重点研究上位机加工代码的设计原理、IO通用输入输出口的定制,基于MFC对话框的用户接口设计。研究花样文件的修改和转化方式,定义图元衔接点处代码数据信息的记录方式,并设计代码数据信息保真算法,实现代码不失真修改和转化。结合花样缝纫动作,进行代码可视化仿真。研究下位机运动控制软件的开发方式,对上下位机数据交换方式进行分析,结合缝纫工艺,重点研究下位机加工代码的信息提取和输出方案。根据自动换料工艺要求,详细设计自动送料回料的运动控制流程。结合自动换料花样机的工作原理,设计回零补偿实现方案,对数控系统关键参数进行调试,保证良好的缝纫换料效果。最后,本文对样机进行了自动换料性能测试,换料效率得到明显提升。

关键词：电脑花样机自动换料加工代码运动控制

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数控切割机图形显示与实时跟踪

数控切割机图形显示与实时跟踪

作者：雷刚西南交通大学

学位级别：硕士

中国已经成为世界第一的制造业大国,金属加工作为制造业的基础必不可少。在金属加工过程中,首先需要进行的是金属板材的切割加工。在众多的切割加工设备中,数控切割机以其独特的优点已成为板材加工的首要选择。数控切割机技术发源于欧... 详细信息

中国已经成为世界第一的制造业大国,金属加工作为制造业的基础必不可少。在金属加工过程中,首先需要进行的是金属板材的切割加工。在众多的切割加工设备中,数控切割机以其独特的优点已成为板材加工的首要选择。数控切割机技术发源于欧美国家,相关核心技术都掌握在其相关企业中。从80年代末期开始,国内数控切割机得到了较大发展,但主要采用外购数控系统,自制外围配件模式进行。经过20多年的发展,国内数控切割机相关技术得到了长足发展,开发了一批数控切割机系统。但目前,包括国内的数控切割机系统在内,整机的价格仍然偏高,影响了数控切割机在我国的中小型机械加工企业中的应用。基于开发一款经济型数控切割机系统的目的,与某数控切割机生产厂家合作,共同合作开发一款数控切割机系统。数控切割机系统包含硬件平台和软件系统两个部分的内容,硬件平台是基础,软件系统是核心。数控切割机的软件系统包含伺服控制、加工代码图形显示、实时跟踪、图形变换、外围接口控制、人机界面等方面。在本文中,首先分析了数控切割机的应用领域、技术现状和发展趋势：根据市场和用户调研,结合数控切割机实际情况,确定了数控切割机显示和跟踪部分的基本功能。其次分析了数控系统软件环境的应用现状,同时根据数控切割机软件设计的需要,选用了以MS-DOS作为操作环境,以DJGPP作为软件平台的软件开发方案。在进行数控代码图形显示的过程中,首先需要对数控代码进行预处理。在预处理中实现数控代码的合法性和连续性检测,另外需要完成加工图形的极值检索。在图形显示部分,通过对数控代码信息的提取,配合极值检索的结果,经过实际位置到显示位置的转换,进而实现加工代码的图形显示。为便于用户在使用数控切割机进行切割加工的过程中,实时反馈运行情况,需要为其配置实时跟踪功能。在本系统中,使用PCL6025B伺服控制芯片内部的相关计数器实现数控切割机在X和Y轴的实际位置提取。利用提取的数据,经过显示转换,实时添加到加工零件的图形上。开发的数控切割机图形显示与实时跟踪软件满足了实际需求,已经应用于实际数控切割机系统中。

关键词：数控切割机软件系统 DJGPP 加工代码图形显示实时跟踪