五軸數(shù)控加工全局干涉檢測技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、復(fù)雜自由曲面廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車及造船工業(yè)。在制造領(lǐng)域，這些復(fù)雜自由曲面一般由五軸數(shù)控機(jī)床加工獲得。與傳統(tǒng)的三軸加工相比，五軸加工能獲得更好的表面加工質(zhì)量，提高加工效率。然而，由于五軸機(jī)床在三軸機(jī)床的基礎(chǔ)上增加了兩個旋轉(zhuǎn)軸，在加工過程中，很容易產(chǎn)生碰撞干涉現(xiàn)象。碰撞干涉會導(dǎo)致工件報廢，有時甚至?xí)p壞機(jī)床本身。 本文根據(jù)航空企業(yè)復(fù)合材料成形工裝五軸數(shù)控加工提出的實際需求，研究了五軸數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動仿真、復(fù)雜模型的層次化表示、基

2、于分離軸理論的初步干涉檢測、基于離散點距離比較的精確干涉檢測等五軸數(shù)控加工全局干涉檢測的關(guān)鍵技術(shù)，主要研究內(nèi)容和成果如下： 1．根據(jù)五軸數(shù)控仿真的特點，運(yùn)用快速顯示、多線程編程等技術(shù)，建立了能完成機(jī)床運(yùn)動仿真并進(jìn)行干涉檢測、具有良好圖形界面和交互功能的五軸數(shù)控加工全局干涉檢測軟件系統(tǒng)平臺。 2．運(yùn)用層次方向包圍盒理論及改進(jìn)的線性八叉樹方法，研究了主軸頭、刀具體和被加工工件的層次化表示。算法準(zhǔn)確快速地生成主軸頭、刀具體和被

3、加工工件的層次近似模型，為快速碰撞干涉檢測奠定了基礎(chǔ)。 3．在對主軸頭、刀具體和被加工工件進(jìn)行層次化近似表示的基礎(chǔ)上，運(yùn)用分離軸理論實現(xiàn)了對主軸頭及刀具體包圍盒和工件八叉樹節(jié)點之間的相交測試。通過這種方法快速檢測出發(fā)生碰撞干涉的八叉樹節(jié)點，初步確定可能發(fā)生干涉的部位。 4. 在初步干涉檢測的基礎(chǔ)上，研究了基于離散點距離比較的精確干涉檢測方法。通過比較初步檢測中發(fā)生干涉節(jié)點中的離散點與刀具體軸線的距離來確定工件表面是否確實