本文综述了国内外电火花线切割加工技术(Wire Electrical Discharge Machining, WEDM)研究现状和发展趋势,随着该技术研究的不断进展,包括自动编程系统在内的线切割加工技术将向智能化、绿色化、开放式、可重构的方向发展。基于对 WEDM 发展方向的分析以及可重构低速走丝电火花线切割机床系统研究课题的需要,提出了“基于可重构理念的电火花线切割自动编程系统研究”这一课题,在 ACIS 平台上开发了 NH-WAPS1.0 系统,并做了相应的切割试验。本文的主要研究内容如下: 1.通过对现有 CAD/CAM 体系结构的分析,本文提出了基于 ACIS 几何平台的双总线体系结构,分析了各个功能子模块之间的数据流向。与传统的单总线体系结构相比,双总线体系结构具有几何数据与非几何数据分离,系统运行效率高、功能易扩展、易维护等优点。此外,本文还对数控编程系统的二次开发技术和界面重构技术进行了研究。 2.WEDM 的发展和普及使得人们对汉字字模的切割需求日益增加,但某些汉字字体的轮廓交叉在一定程度上制约着汉字切割技术的发展。基于 ACIS 平台中几何实体之间的拓扑关系,本文提出了“蒙皮轮廓提取法”,成功地解决了汉字字体轮廓交叉自动剔出这一技术难题。 3.在复杂直纹面加工中,NC 代码冗长是影响其加工效率的一个重要因素。通过对现有等步长同步线性化方法的分析,本文提出了可实现对应曲线段同步线性化的等误差算法,与前者相比,后者能充分利用对应曲线段中各处曲率不同这一特征,从而非常有效地减少 NC 代码长度,提高切割效率,降低加工成本。 4.精确求取电极丝的中心轨迹是保证复杂直纹面电火花线切割加工精度的前提条件。结合椭圆度偏置法中存在的不足,本文提出了可以精确求取复杂直纹面加工中电极丝中心轨迹的“虚拟电极丝”模型。它不但能精确求取复杂直纹面加工中电极丝的中心轨迹,还能对型面过切误差进行有效补偿。 5.以四轴联动 WEDM 机床拖动轴的运动分析为基础,本文提出了可以方便求取电极丝最大倾角、工作台和上导丝嘴最大行程的“端点比较法”。基于该方法的求取结果、机床的结构参数和零件的装夹情况,仿真系统能及时发现加工中是否存在超行程碰撞等问题,验证工件的可加工性,降低加工事故的发生概率。 此外,本文还对 3B 代码累计误差的处理、数控加工效果的工艺仿真、塌角保护策略等问题作了研究。