包含拐角优化策略的电火花线切割自动编程系统研究

发布时间：2019-07-16 15:31

【摘要】：国内的线切割自动编程软件在很多功能上都不完善,存在缺陷。比如CAXA不直接支持Auto CAD的文件格式,在逼近NURBS样条曲线时只能使用直线逼近或者纯粹的圆弧逼近方法,且不能调节逼近精度。除此之外,这些软件在拐角轨迹控制策略方面存在明显不足,加工轨迹误差较大,当应用于精密加工时,加工形状精度较差。本文针对上述问题,设计开发了一套线切割自动编程软件系统。该系统除了实现基本的线切割自动编程功能外,还有其他两个特点:第一,在进行NURBS样条曲线逼近时,用户除了可以选用简单方便的直线逼近方法,还可以选择更为精确的直线与双圆弧混合逼近方法,并且可以自由调节样条曲线的逼近精度;第二,为了提高拐角加工形状精度,针对线切割插补中的四种拐角类型情况:直线与直线相接拐角、直线与圆弧相接拐角、圆弧与圆弧相接拐角、圆弧与直线相接拐角,本文提出了圆弧与圆弧类拐角的轨迹优化方法,并且改进了已有的直线与圆弧拐角轨迹优化方法。然后本文将包含完整拐角轨迹优化策略的方法与自动编程系统整合到一起,设计开发了含有智能专家系统的电火花线切割自动编程软件平台,成功实现了工程应用。整个系统由五个模块组成,一是加工参数设置模块,二是穿丝点坐标与退丝点坐标设置模块,三是零件属性统计模块,四是智能专家系统模块,五是G代码生成与保存模块。在完成整个软件平台的设计开发后,我们在Auto CAD中绘制了标准齿轮及其他元件,将其保存为常用DXF2010(或DXF2007)格式文件。用自制的线切割自动编程系统读取上述文件,对系统功能进行分别测试:测试工艺参数设置,测试穿丝点与退丝点坐标设置,测试样条曲线逼近,分析加工G代码的正确性。利用智能专家系统进行拐角轨迹自动优化,对比加工实验结果,分析轨迹优化的有效性等。通过对实际加工结果的详细分析,最终发现系统运行良好,生成的G代码结果正确,拐角轨迹优化策略能有效改善加工工件拐角处的形状精度。
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图片说明：系统界面框图
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图片说明： 系统自动生成首尾相连的有序列表，判断封闭轮廓的顺逆走向，遇到样条曲线时，根据设置的要求，，对 NURBS 样条曲线进行直线逼近或者直线与双圆弧的混合逼近。生成直线与圆弧坐标，判断圆弧方向，最终生成正确的 G 代码。系统运行时的效果如图 4-2 所示。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG484

【参考文献】

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1 李洪声;;数控铣床图形自动编程系统设计中DXF文件图元信息读取技术研究[J];科学技术与工程;2010年33期

本文编号：2515144