钣金切割编程技术研究

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近十年国内经济及技术的快速发展,在钣金制造业已形成了具有自主产权的板材数控装备的制造能力,但在数控编程及控制等核心技术的发展方面仍然与国际先进水平存在巨大差距。课题的研究是为了建立可以满足板材切割下料的数控编程系统研发的理论和算法基础,论文主要工作归纳如下:   传统的板材下料数控编程采用人机交互进行零件的选择、处理、排料及编程,随着技术的发展,在这个领域进一步提高系统的自动化和智能化成为重要的发展趋势。论文对二维钣金零件的几何特征进行了深入分析,研究了基于零件几何特征的产品模型及其识别和处理的方法,提出了适合钣金表示的多轮廓判别法,使零件的模型表示和数据结构更加符合后续CAM的服务需要。   根据零件的几何和加工特征,论文提出了一种识别钣金件特征的算法,算法通过零件的几何图素,识别零件的形状特征并给予特征模型的定义,通过轮廓嵌套判别法区分零件内外边界,在简单配对排序法的引导下,建立了多零件、多层嵌套情况下的轮廓位置关系,并使得原有的零件模型带有制造的应用属性。   在板材零件的CAM应用中,轮廓几何图素不允许存在断点、重线和交叉等缺陷,这将导致零件边界信息的错误,修复工作将严重影响制造的效率。论文提出了一种几何图形预处理的方法,通过修复操作使零件的图素连续,并形成封闭有向的边界。   复杂零件排样是板材数控加工中的一个难点,论文提出了一种通过人机交互的实用排样算法。该算法通过对零件轮廓的离散处理,将复杂的轮廓计算简化为线段判交,同时考虑板材切割搭边等工艺问题,实现多零件不规则几何形状的排样功能。应用表明,算法充分考虑到人机工程,在排样干涉计算方面具有较高的效率,与自动排样比较具有较宽广的零件复杂度适用范围.   在零件排料的基础上,论文进一步对加工路径优化、刀具补偿、切割辅助路径、空行程处理、共边切割、轨迹连割等多个切割工艺的关键技术进行了分析和讨论,提出了功能实现的相关方案.   论文研究的零件预处理以及交互排料算法已在某CAM软件中得到应用,相关的技术研究对今后实现完整板材数控加工系统具有重要理论和实用意义.
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