金属板材激光切割CAM系统研究

摘要

激光切割技术是激光加工应用领域的重要组成部分，是当前最先进的切割技术之一。激光切割技术具有高速、高精度和高适应性等诸多特点，广泛地应用于汽车、航空、石油及冶金等许多工业部门中。为了满足汽车，航空等工业对立体工件切割的需要，三维激光切割机及其配套的自动编程系统等相关软件的研究都在快速发展中。
　　本文的研究目的是开发出对冲压后形成的三维板材件进行五轴激光切割的CAM软件。本文以STL(Stereo Lithography)数据模型为研究对象，对读入的STL文件进行了冗余数据的处理和拓扑信息的建立，并将其可视化；研究了对金属板材件上切口形状的自动识别算法；利用顶点偏置方法对识别出的切口边环进行了激光束半径补偿；研究了计算五轴数控切割轨迹刀位点CL的方法；通过获取被切割面激光入射点处的法矢方向确定了激光头的姿态，并计算出了激光束倾斜角度α，β，从而获得了金属板材五轴激光切割轨迹。
　　本文在Windows XP环境下，利用VC++、OpenGL完成了上述算法的系统实现，同时实现了五轴激光切割模拟仿真和相应NC文件的自动生成。并利用Tool manager软件对本CAM软件生成的五轴激光切割轨迹和用UG软件生成的轨迹进行了比较。应用实例表明，上述算法准确、可行，系统运行可靠、稳定，具有一定的实用性。