转台摆轴五轴加工中心后置处理算法研究

发布时间：2017-08-29 08:31

  本文关键词：转台摆轴五轴加工中心后置处理算法研究

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【摘要】：后置处理的功能是实现代码的转换,将前置处理得到的文件转换为数控程序,其结果直接影响到加工产品的质量及生产效率。随着国内五坐标机床的逐渐增多和数控编程软件的不断完善,许多厂家都采用多轴数控加工技术来加工一些复杂零件,这样大大提高了生产效率及加工精度。但在CAM自动编程软件和五轴数控机床之间存在着很大的问题,商用的后置处理软件停留在仿真出现问题时对于异常代码的处理,本文编写的软件是在转换之前考虑了异常代码的处理方法,解决后置处理中旋转轴大幅旋转跳跃问题。通过对DMC75VLinear五轴加工中心结构特点、Heidenhain iTNC530控制系统的特点进行分析,提出针对该机床的运动坐标转换后置处理算法。利用Delphi语言编写了该算法的程序并且设计了转换界面。通过对叶轮模型的进行仿真,证实了开发的专用后置处理器的是正确的。具体的研究内容如下:(1)译码算法研究:根据CAM系统的自动编程,获得刀位文件,结合APT文件格式的特点,逐行读取刀具运动的信息。(2)运动学求解:通过建立坐标系,实现刀具、工件、转台之间的转换,由于CAM自动编程采用的是工件坐标系,在实际加工中采用的是机床坐标系,因此必须在两者之间进行转换。(3)转角优化:分析了B、C旋转轴行程极限与刀位逆向运动学反解的关系,提出了后置处理优化选解算法,开发优化选解后置处理软件,解决了商用后置处理软件因选解不当造成的加工过程碰撞问题。(4)后置处理算法实现:对于已经完成的数学计算,用Delphi语言编写了该后置处理算法并进行了界面设计。(5)后置处理算法验证:通过读取Heidenhain iTNC530手册理解该系统的编程特点,结合叶轮零件模型,通过在仿真软件上导入DMC75VLinear机床验证了G代码正确性。
【关键词】：五轴数控机床 后置处理 转角优化 坐标转换 Delphi语言
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.1.1 后置处理技术9-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 后置处理技术的研究现状及发展趋势10-12
• 1.2.1 后置处理技术研究现状10-12
• 1.2.2 后置处理技术发展趋势12
• 1.3 后置处理的编制方法12-14
• 1.4 后置处理面临的问题14
• 1.5 本课题主要研究内容14-16
• 第2章 五轴高速加工后置处理技术研究16-22
• 2.1 五轴高速加工技术及其应用16-17
• 2.1.1 高速加工技术16
• 2.1.2 五轴高速加工技术的应用16-17
• 2.2 五轴数控加工后置处理的基本概念17-18
• 2.3 五轴数控加工中存在的干涉问题18-21
• 2.3.1 刀具干涉的分类19
• 2.3.2 干涉的检查方法19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 DMC75VLinear五轴加工中心运动学变换求解22-36
• 3.1 五轴加工中心的类型22-23
• 3.2 DMC75VLinear五轴加工中心23-24
• 3.3 运动学求解理论24-26
• 3.3.1 矩阵平移变换25
• 3.3.2 矩阵旋转变换25-26
• 3.4 DMC75VLinear五轴加工中心运动学求解26-34
• 3.4.1 DMC75VLinear五轴机床的坐标系统26-27
• 3.4.2 DMC75VLinear五轴机床坐标系之间的变化27-28
• 3.4.3 X、Y、Z、B、C坐标的运动解析及实现方法28-30
• 3.4.4 超程处理30
• 3.4.5 转角的优化30-34
• 3.5 后置处理的具体过程34-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 基于Delphi语言的专用后置处理软件开发36-55
• 4.1 后处理执行方式36-37
• 4.2 后置处理软件运行的原则37-38
• 4.3 后置处理软件的整体构成38
• 4.4 Heidenhain iTNC530控制系统对NC代码的编程原则38-50
• 4.4.1 机床运动指令40-48
• 4.4.2 机床辅助M指令48-50
• 4.5 刀具管理指令50
• 4.6 基于Delphi语言的后处理软件界面设计50-54
• 4.6.1 Delphi界面设计步骤50-52
• 4.6.2 启动界面52-53
• 4.6.3 主界面53-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第5章 基于VERICUT的五轴数控加工仿真55-63
• 5.1 VERICUT机床构建及配置55-60
• 5.2 基于VERICUT数控加工仿真实例60-62
• 5.2.1 程序的加工质量检查60-61
• 5.2.2 转角优化后的仿真结果61-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论69-70
• 附录一HEIDEHAIN i TNC530数控系统代码70-71
• 附录二 用Delphi语言编写圆弧切削指令的代码71-73

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本文编号：752325