阐述五轴机床的RTCP(Real-time Transport Control Protocol)和非RTCP功能原理,研究双转台五轴机床的编程及加工机制。通过实验研究五轴RTCP及非RTCP后处理关键参数定制方法,使用NX后处理构造器建立后处理程序。利用Ver⁃icut平台进行零件仿真加工,分析和比较加工结果,验证所提出的后处理器的正确性。研究结果为相关从业人员提供参考。

通过五轴机床的运动学方程,可以逆解刀轴矢量与两个旋转轴转角的数学关系,在CAM软件后处理过程中,A、C的角度解可能存在多个取值。通过定义最短旋转圆路径,限制C轴的转动角度范围为[-180°,180°],以改进C轴的转角运动。仿真和实验证明,所提出的后置处理旋转角改进方法能够避免A-C轴转动角度的突变,使A、C轴旋转运动连续、平稳,避免发生过切与干涉,对于五轴机床的实际加工应用有非常明显的意义。

对DUM50V型非正交五轴数控机床的结构进行分析,开发了一种后置处理算法。利用图解法求解出旋转轴的旋转角度,再利用多体理论求解出机床平移量。编写出适用于该非正交五轴机床的后置处理程序,以叶轮为例,对五轴机床加工刀位文件进行了后置处理。采用非正交五轴机床仿真切削模型对叶轮进行了仿真切削,精度分析结果验证了该算法的正确性。

针对旋转轴非正交三转动二平动的五轴机床,提出一种通用的机床运动学分析和求解的方法,并把该方法推广到任意结构的三转动二平动五轴机床的运动学分析中。分析旋转轴正交和非正交的五轴机床的结构,将绕空间任意轴旋转的非正交结构机床的运动学变换统一到旋转轴正交结构机床的运动学变换中。对自由曲面和整体式叶轮的刀位文件进行后置处理,并利用Vericut软件进行加工仿真验证,证明该运动学分析方法的正确性。

针对五轴数控机床三维空间坐标系变换问题,计算出刀具的旋转角度,以及旋转前后两个位置的线性坐标差值,从而推导出公式,编写到相应的编程软件和仿真软件中,通过编程软件设计刀具轨迹路径,随后生成数控加工程序,与机床的控制系统相匹配。根据计算结果进行五轴机床加工仿真,并进行相应的数控机床数学模型结构配置和运动模型动态配置。

为了解决卧式四轴加工中心四轴联动插补困难、因为结构问题导致的旋转轴锁死位移变动、回原点旋转碰撞、加工中停止碰撞等问题,通过实践积累和对后处理的研究,基于UG POST软件和沈阳机床厂生产的TH6350卧式加工中心,以TCL语言为开发环境,进行全方位后处理定制,解决了上述问题,详细叙述了此类后处理在构造中的关键问题,公开了核心的算法程序。最后通过实际加工大力神杯验证该后处理的可行性、整体性、稳定性,为双工位卧式加工中心后处理定制方案和加工工艺提供参考。

利用被动声呐的三元测距技术能对浅海水面非合作声源目标进行定位。针对浅海背景噪声强,目标信号稳定性差的特点,采取了预白化方法提高高频信号的利用率,从而提高互相关时延估计的稳定性,又使用后置筛选方法选出可信度高的定位结果,解决了浅海近距离定位中的稳定性问题。通过海上实验对定位方法的稳定性进行验证,并将被动定位轨迹与目标航行的GPS轨迹进行对比。结果表明,在浅海近距离的定位稳定性较高,定位精度可达到米的量级。

以SKY-5L14075五轴联动数控机床的NC程序格式要求为研究对象,详细介绍基于UG软件生成符合SKY-5L14075机床需求的后置处理文件的关键技术。以叶轮为例进行数控实际加工,验证经后置处理后的NC程序的正确性。实践证明:加工出的叶轮满足规定的精度要求,验证了基于UG软件后置处理文件的正确性,体现了基于UG运用SKY-5L14075五轴联动数控机床进行加工的可行性,为使用其他控制系统五轴联动数控机床的后置处理提供参考。

五轴联动机床的非线性误差和后置处理算法影响着机床的加工精度。本文针对自主研发的小型立式五轴联动机床进行了非线性误差分析,给出了误差补偿算法;对机床刀轴矢量和机床坐标变换进行了推理,分析UG生成的标准刀位文件和数控G代码之间的关系,利用MATLAB的GUI功能开发了后置处理器。以某眼镜片的修缘加工为例,验证了非线性误差分析和补偿方法的正确性及后处理的有效性。

针对UG/CAM自动编程生成的程序无法直接适用于现场机床的问题,通过探索NX8.5软件后置处理开发,利用UG/Post Build功能,针对HASS数控系统的四轴加工中心编制后置处理程序,通过开发的专用后置处理程序转换,自动编程所生成的程序代码能够直接应用于HASS四轴立式加工中心。经过多种复杂零件的加工验证,该后处理程序准确有效,成功解决了以往自动编程无法直接应用而导致复杂零件编程效率低下的问题。