数控加工后置处理系统的研究与开发

摘要

多轴数控加工技术在制造技术中占据重要地位，并且该技术具有很大的困难性。而后置处理技术是目前在CAD/CAM中占据着不可替代的重要地位，在CAD/CAM系统与制造系统中起到连接作用，其结果的好坏将直接影响数控加工设备能否高效、安全的运行以及零件的加工质量等。由于数控系统以及数控机床结构的多样性，而且目前的商用后置处理软件并没有充分考虑非线性误差以及实际进给速度的影响，而逐渐不能满足新工件加工的需求。从加工信息管理的规范来说，一个数控程序从编程到最后可以在数控机床上使用以及工件的加工工艺单等整个过程，并没有提供完整的技术管理工作，因此设计合理的加工工艺单与信息管理成为必不可少的一部分。
　　本论文主要研究以下几个方面的内容：
　　（1）分析国内外后置处理技术以及加工信息管理技术的发展状况，指出后置处理技术以及加工信息管理技术研究的必要性。
　　（2）分析常用数控机床结构类型，对其进行结构和运动学分析，通过建立数学模型，进行了转角与坐标变换的计算。
　　（3）分析多轴数控加工中非线性误差产生的原因，根据线性插补原理，并通过建立数学模型对非线性误差进行计算，得出非线性误差最大值产生位置，通过仿真与计算验证该结论的正确性。分析非线性误差控制策略，利用自适应线性化法对非线性误差进行控制，最后通过模拟验证该控制策略的有效性与正确性。
　　（4）研究多轴数控加工实际进给速度与编程进给速度不一致的原因，并分析G93/G94两种进给速度方式的计算原理，得到实际进给速度与编程进给速度之间的关系，并结合机床各轴的进给伺服能力，对进给速度进行适当的控制，并通过仿真验证了该方法的有效性。
　　（5）对数控加工程序指令格式、刀位源文件结构以及数控系统编译器原理进行了研究，分析刀位源文件与加工代码之间的对应关系，给出后置处理系统的实现思路。结合后置处理过程将刀位源文件转换为加工代码，进行加工信息以及工艺单等管理，实现不同身份工作人员安全登陆、各司其职、自动生成加工工艺单、传递过程无纸化、高效率的目标。
　　（6）对石墨电极的性能、工作方式等做了一定的研究，根据具体石墨电极结构尺寸、加工要求等对其进行了合理的加工工艺规划，并通过余量对比以及验证模拟等，利用本文开发的后置处理系统生成加工代码，对其进行仿真加工，验证本系统的正确性。

目录

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目录

1 绪论

1.1课题研究背景

1.2数控加工技术的研究与发展

1.3课题研究的目的和意义

1.4课题的主要研究内容

2 数控机床运动学分析

2.1数控机床系统的分类

2.2数控机床运动学建模技术研究

2.3本章小结

3 数控加工非线性误差的研究与控制

3.1非线性误差产生原因

3.2建立非线性误差模型

3.3非线性误差的计算与分析

3.4本章小结

4 数控加工中进给速度分析与控制

4.1进给速度计算原理

4.2进给速度的限制

4.3进给速度控制策略的评价

4.4本章小结

5 后置处理系统的实现

5.1数控加工程序

5.2后置处理原理

5.3后台数据库的创建与管理

5.4本系统的实现过程

5.5本章小结

6 石墨电极加工工艺

6.1数控加工工艺

6.2石墨电极介绍

6.3石墨电极加工编程

6.4仿真加工验证

6.5本章小结

总结与展望

论文总结

论文展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果

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