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本论文以上海市重大专项“开发基于六坐标结构工具磨床的四轴联动自动修磨开放式数控平台”为背景,对自动修磨CNC系统的几个关键技术做了深入研究,并取得了阶段性成果。具体创新性研究工作包括以下几个方面:(1)对刀具修磨技术进行研究,分析各待修磨几何参数的形廓特点,设计了针对本六坐标磨床结构的修磨工艺。对修磨工艺进行了图解分析和数学分析,论证了工艺的正确性。(2)针对修磨工艺设计了专用的Top-Smart TG300自动修磨系统界面,将修磨工艺理念融入界面流程设计,开发了基于触摸显示屏的图形化参数配置HMI界面。(3)在自动生成宏程序模块设计了参数传递的接口函数和对刀偏移量算法。从界面获取刀具几何参数,生成修磨宏程序,通过准确的几何分析和严谨的数学计算来实现传统修磨中的对刀技术。对圆柱立铣刀进行VERICUT仿真和样机试验,验证了该算法生成的加工程序能精准修磨。(4)完成了修磨复杂铣刀螺旋刃齿的CAM和后置处理算法。建立了通用数学模型,计算磨削接触线的砂轮刀位点和矢量方向,针对本磨床运动链结构进行后置处理,生成用于磨削的加工代码。以锥度立铣刀为例在VERICUT上仿真通过。(5)为减小运行复杂形状刀具小线段修磨程序时的振动,开发了高柔性的速度平滑处理前看算法。引入五次多项式速度曲线模型,推导其速度、时间、长度公式关系,设计了在机床运动性能约束下先反向扫描后正向规划的前看算法,提高了小线段间的段间衔接速度。对算法原理进行仿真,减少了修磨时间,并在系统平台上测试验证了效果。(6)开发了锥度铣刀的等螺旋角刃曲线的插补功能。分析锥度铣刀刃曲线的数学模型和修磨时各轴联动关系,设计了奇偶项交替插补算法。根据所需参数开发出G80.1指令格式作为调用该插补功能的G代码,在系统上测试,将插补点与理论值进行误差比较,验证了插补算法的精度。最终,本课题研发的工具磨床系统已应用于样机的测试,目前能实现圆柱立铣刀一次装夹测量后对前角、外廓后角、端面后角和端口刀槽的自动修磨,以及锥度平底立铣刀的线下编程修磨。