空間曲面往復(fù)走絲線切割智能制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在許多制造電子、儀表、電機(jī)、飛機(jī)以及火箭等所用的模具中，多數(shù)部件要求有落料斜度或上下截面具有不同的形狀，而往復(fù)走絲電火花線切割加工技術(shù)已成為加工這類部件的重要手段之一。由于，目前國內(nèi)加工空間曲面零件通過采用錐度切割裝置使電極絲傾斜一定角度來實(shí)現(xiàn)錐度切割，這種加工方法容易產(chǎn)生較大的加工誤差。同時(shí)，由于加工過程的自動(dòng)化程度低而嚴(yán)重影響了空間曲面零件的加工質(zhì)量。因此，本文提出了空間曲面往復(fù)走絲線切割智能制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。論文的主要研究內(nèi)

2、容如下所述。 　空間曲面電火花線切割加工技術(shù)包括空間曲面往復(fù)走絲線切割CAD/CAM技術(shù)以及空間曲面往復(fù)走絲線切割數(shù)控技術(shù)。論文首先概括國內(nèi)外空間曲面電火花線切割加工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并給出課題研究的背景與意義。隨后，基于本智能制造系統(tǒng)的主要研究問題提出了應(yīng)用多軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行空間曲面往復(fù)走絲線切割智能制造系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線。 對(duì)于空間曲面數(shù)學(xué)模型而言，應(yīng)用數(shù)學(xué)建模方法及數(shù)據(jù)庫技術(shù)建立了基于極坐標(biāo)方程

3、和直角坐標(biāo)方程的通用數(shù)學(xué)模型及綜合數(shù)據(jù)庫。通過對(duì)常用基于ISO標(biāo)準(zhǔn)的G代碼圖形合成程序的分析，建立了G代碼程序解釋模型，形成了空間曲面的兩種高效合成方法。擴(kuò)大了空間曲面零件的加工工藝范圍。 在空間曲面線切割CAD/CAM集成方面，根據(jù)系統(tǒng)的功能與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，采用多種計(jì)算機(jī)技術(shù)建立了具有空間曲面建模、仿真及加工實(shí)時(shí)跟蹤的圖形化仿真平臺(tái)。 針對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)問題，將開放式體系結(jié)構(gòu)思想引入到五軸聯(lián)動(dòng)電火花線切割加工中，設(shè)計(jì)

4、并實(shí)現(xiàn)了基于可編程多軸運(yùn)動(dòng)控制器(Programmble Multi-Axis Controller，PMAC)的開放式體系結(jié)構(gòu)電火花線切割加工數(shù)控系統(tǒng)的硬件體系。為了確保電火花線切割數(shù)控加工軟件的實(shí)時(shí)性能，采用電火花線切割加工軌跡堆棧和運(yùn)動(dòng)軌跡分割等處理方法，開發(fā)了多軸聯(lián)動(dòng)電火花線切割加工數(shù)控軟件的內(nèi)核模塊和用戶空間程序。創(chuàng)建了用于電火花線切割加工運(yùn)動(dòng)控制的PMAC運(yùn)動(dòng)程序，以及加工進(jìn)給率控制PLC程序。實(shí)現(xiàn)了電火花線切割加工間隙電壓

5、檢測(cè)任務(wù)、間隙調(diào)整任務(wù)及運(yùn)動(dòng)軌跡自動(dòng)回退任務(wù)等。 在五軸聯(lián)動(dòng)電火花線切割機(jī)床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，首先通過分析空間曲面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出五軸聯(lián)動(dòng)往復(fù)走絲線切割機(jī)床的總體設(shè)計(jì)方案?；赑ro/E三維設(shè)計(jì)環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)擺擺工作臺(tái)的參數(shù)化三維建模，并在Adamas下建立其虛擬樣機(jī)。通過對(duì)轉(zhuǎn)擺擺工作臺(tái)動(dòng)態(tài)特性的分析，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的j下確性。隨后，研制了數(shù)控轉(zhuǎn)擺擺工作臺(tái)原理樣機(jī)，并與標(biāo)準(zhǔn)二維往復(fù)走絲線切割機(jī)床共同構(gòu)成了五軸聯(lián)動(dòng)往復(fù)走絲線切