基于PMAC的三維激光加工示教編程系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文在PMAC開放式數(shù)控平臺上，從三維激光加工的特點出發(fā)，結(jié)合逆向工程、借機測量系統(tǒng)的思想提出了接觸式測距的示教編程方案，對其數(shù)字化采集裝置、待加工軌跡的測點布置策略、曲面法矢的獲取方法、離散型值點的樣條擬合等關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，得到了一些有效的方法，研制了一套有實用價值的三維激光加工示教編程系統(tǒng)。 本文介紹了所研制的采用接觸式測頭的示教數(shù)字化采集裝置，采用該裝置后，將示教工作由點動示教方式轉(zhuǎn)化為與操作者交互的半自動示教方式

2、。針對三維加工軌跡測點布置難的問題，采用人機交互模式下的一種簡單易行的示教點選取策略：以所生成加工軌跡的弦高(弓高)作為精度判據(jù)，只須根據(jù)需要實時增加示教點，便可較好地滿足測量精度，并使示教點列的有效利用率最大，從而滿足示教精度和示教效率的雙重要求。將示教中不易精確直接測量的被加工曲面的法矢進行轉(zhuǎn)化，采用微分幾何的方法，構(gòu)造其微切平面，通過示教點的鄰域點所構(gòu)成平面來近似代替其微切平面，從而完成法矢示教向易于實現(xiàn)的鄰域點位示教的轉(zhuǎn)化，采用

3、了三點測量法矢獲取算法。 為了提供五軸聯(lián)動坐標變換算法(即空間坐標向機床位置坐標變換的算法)的物理基礎(chǔ)，文中對五軸聯(lián)動機床的運動軸結(jié)構(gòu)型式進行了研究。在采用逆運動變換方程的基礎(chǔ)上，研究了各軸的坐標變換方程。針對大功率高速激光加工對加工速度、加速度的嚴格要求，文中對后置處理中所涉及的加減速控制進行了詳細地分析。研究了PMAC的SPLINE三次B樣條擬合算法，通過直接把插補得到的結(jié)果即平滑的快速運動指令發(fā)送給各個伺服驅(qū)動器，從而使各

4、軸同步進給并同時到達終點，這樣不但避免了柔性沖擊，而且避免了因各伺服軸的不同步所帶來的誤差，從而保證了高質(zhì)量加工精度的實現(xiàn)。 在MATLAB環(huán)境下調(diào)用PMAC提供的通用動態(tài)鏈接庫PCOMM32編寫了示教編程的人機界面，能實現(xiàn)激光加工軌跡示教點的選取和測量，示教點所在曲面的法矢量的獲取，加工軌跡的模擬仿真，根據(jù)激光加工工藝要求自動生成PMAC數(shù)控加工程序。 在基于PMAC數(shù)控系統(tǒng)的五軸聯(lián)動激光加工機上進行了相應的實驗。其實