空間曲線數(shù)控自動(dòng)編程

1、空間曲線數(shù)控自動(dòng)編程         在采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，往往會(huì)遇到零件形狀是由復(fù)雜的空間曲線構(gòu)成。已知條件是曲線的方程，這些方程可能是直接得到的，或者是通過(guò)輪廓形狀上的一些關(guān)鍵點(diǎn)，通過(guò)擬合的方法得到近似的曲線方程。特別在起重機(jī)、鍋爐制造等行業(yè)經(jīng)常有不同管徑的圓管交叉連接。其中兩管相貫線的確定和精確切割加工是一個(gè)難點(diǎn)。常用的方法是在知道管的相對(duì)位置等條件下，經(jīng)過(guò)計(jì)算手工制出模板，用模板畫(huà)線，手工切割。其過(guò)程十分煩瑣，且切割精度也無(wú)法保證。數(shù)控加工的目的在于按照已知的曲線方程加工零件，因此將曲線轉(zhuǎn)換為數(shù)控加工需要的數(shù)控代

2、碼是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。    如果用手工編程，則效率低、可靠性差，不能充分發(fā)揮機(jī)床的功能和性能。隨著CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外許多高檔的CAD軟件都具有相應(yīng)的CAM模塊。例如美國(guó)SRDC公司的I_DEAS、PTC公司的Pro/E、UG、SolidWork等性能良好的CAM模塊。利用其三維實(shí)體數(shù)據(jù)生成數(shù)控加工代碼，通過(guò)通訊接口傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)。也有一些第三方開(kāi)發(fā)的CAM模塊，可與CAD軟件無(wú)縫集成，完成數(shù)控代碼的生成。然而，這些軟件相對(duì)來(lái)說(shuō)要求高，價(jià)格昂貴。且沒(méi)有配置專用的后置處理器，或者只配置了通用的后置處理器而沒(méi)有根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，由此

3、產(chǎn)生的代碼還需要做大量的手工修改。    本文以Autodesk公司的AutoCAD2000為平臺(tái),利用其內(nèi)嵌的ARX編程工具，針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)控切割機(jī)床加工兩管的相貫線，開(kāi)發(fā)了一套能夠計(jì)算并自動(dòng)獲得相貫線數(shù)控加工代碼的系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)置刀具路徑等工藝參數(shù)和后置處理，最后生成NC代碼，供數(shù)控機(jī)床加工零件。此過(guò)程可以節(jié)省大量的人力和時(shí)間。并且最大限度的減少人為和系統(tǒng)因素的影響，使管縫切割精度高，保證焊接質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠。在一定程度上彌補(bǔ)了零件制造從設(shè)計(jì)到成型的薄弱環(huán)節(jié)。    1.數(shù)學(xué)模型的建立    兩個(gè)圓管

4、的相交形式多樣。但都是兩個(gè)相同或者不同直徑的圓柱面以一定的角度相交形成的空間曲線。如圖1所示。圖 1    圓柱面(1)的參數(shù)方程表示為：        圓柱面(2)的參數(shù)方程表示為：        兩個(gè)坐標(biāo)的變換式：        兩圓柱面的相交軌跡即為相貫線，相貫線是一條復(fù)雜的空間曲線，在o-xyz空間內(nèi)其方程為可以表示為:        轉(zhuǎn)換到極坐標(biāo)下的表示為:        同理可以求得在 空間內(nèi)的相貫線的方程        通過(guò)以上的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可以得到相貫