五轴联动数控系统刀具半径补偿研究

发布时间：2017-05-28 20:12

  本文关键词：五轴联动数控系统刀具半径补偿研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着数控加工技术的日益向前发展,多轴数控机床因其可以实现复杂工件型面的加工,已成为数控机床发展的趋势。为了适应日益复杂的工件型面加工要求,多轴数控机床已由最初的两轴联动发展到五轴联动。但是由于联动轴数的增加,影响机床加工精度的因素及复杂性也相应增加。刀具的设定是影响机床加工精度的重要因素之一,就刀具补偿而言,目前的数控机床只是在二维空间内具有刀具半径补偿、及刀具长度补偿,三维空间内的刀具补偿,特别是在五轴联动数控机床上,由于刀具摆动轴的出现,使得刀具补偿难以实现,还需进一步深入研究。因此本文以提高数控机床加工精度为目的,研究五轴联动数控机床的刀具半径补偿问题既有重大的理论价值,又有重要的现实意义。 本文首先在深入研究了平面刀具半径补偿的基础上,推导出了一种适合直线插补的二维刀具半径补偿通用公式,并结合空间变换原理,将三维空间内的刀位点投影到二维平面内,确定半径补偿方向,得出了三维空间刀具半径补偿算法。 其次,应用UG软件的数控加工模块完成了对人脸曲面的加工仿真,并结合机床的参数设置和加工工艺要求得到了刀轨路径文件。通过编制后处理软件,将刀路轨迹文件转化为数控机床可以识别的数控加工代码,并实现了三维空间内的刀具半径补偿算法。 最后,本文应用VERICUT加工仿真软件,建立了五轴数控机床的虚拟加工环境及刀具模型,对已生成的数控代码进行加工仿真,并对仿真结果进行了详细的比较和分析。在小型精密数控机床上进行了加工实验,验证数控代码的可行性及五轴联动数控机床刀具补偿算法的正确性
【关键词】：五轴数控系统 刀具补偿 数控编程 虚拟加工
【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】：2006
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪 论8-17
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 课题来源及研究的目的和意义9
• 1.3 国内外在该方向的研究现状及分析9-16
• 1.3.1 数控技术的发展概况及发展趋势9-11
• 1.3.2 NC刀具轨迹生成研究发展现状11-13
• 1.3.3 CAD/CAM技术的发展概况13-14
• 1.3.4 刀具补偿在数控加工中的应用14-16
• 1.4 论文主要研究内容16-17
• 第2章 五轴数控系统刀具半径补偿算法研究17-28
• 2.1 平面刀具半径补偿17-20
• 2.1.1 平面刀具半径补偿原理17-18
• 2.1.2 平面刀具半径补偿算法研究18-20
• 2.2 五轴刀具半径补偿算法研究20-27
• 2.2.1 五轴刀具半径补偿不足20-21
• 2.2.2 空间坐标变换原理21-23
• 2.2.3 算法研究23-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 刀路轨迹的生成及后处理程序的编制28-40
• 3.1 UG加工(Manufacturing)模块28-31
• 3.1.1 加工模块的铣削功能28-29
• 3.1.2 UG中铣削加工流程29-30
• 3.1.3 UG中的多轴加工30-31
• 3.2 加工参数的确定、刀轨的生成31-34
• 3.2.1 步距的确定31-32
• 3.2.2 切入/切出公差的确定32-33
• 3.2.3 切削深度和进给速率的确定33
• 3.2.4 加工仿真及刀轨生成33-34
• 3.3 后置处理程序的编制34-39
• 3.3.1 后置处理的主要任务34-35
• 3.3.2 后置处理算法研究35-37
• 3.3.3 后置处理程序的编制37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 NC代码加工仿真及实验40-48
• 4.1 VERICUT 仿真软件40-43
• 4.1.1 VERICUT模块功能40
• 4.1.2 VERICUT 机床加工仿真过程40-43
• 4.2 仿真结果分析43-47
• 4.2.1 精度分析43-44
• 4.2.2 切削速度优化44-45
• 4.2.3 加工仿真实例45-47
• 4.3 本章小结47-48
• 结论48-49
• 参考文献49-53
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明53
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书53
• 哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理53-54
• 致谢54

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本文编号：403385