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淺談數控智能加工技術應用

發布者: 雕刻機廠家|向日葵视频免费下载安装app 安卓數控   發布時間:2017/7/1 17:35:36

  1 數控加工工藝過程模型
  目前為止,絕大多數數控編程係統是基於產品幾何模型來生成數控加工軌跡的,所解決的主要問題是走刀軌跡規劃與運動幹涉的處理。
  這種數控編程技術難以解決薄壁件高速加工中出現的高速加工運動學與機床複雜工藝係統的動力學問題。而工藝係統在加工過程中又具有時變特性——其動力學響應與加工過程中材料切除等因素引起的係統模態變化密切相關,這種現象在薄壁件的高速加工中對質量與穩定性的影響尤為顯著。
  為解決上述問題,必須建立起加工過程模型,並開展基於該模型的新一代數控加工編程理論研究。加工過程模型包括由機床- 刀具- 工件-卡具構成的複雜工藝係統及其子係統的幾何與運動學模型、動力學模型,以及與加工過程相關的刀具- 工件子係統演化模型。
  通過上述模型的建立,對工藝係統的動力學特性進行分析,在此基礎上進行工藝係統的控製及誤差補償。這些模型的建立奠定了智能加工實現的理論基礎。
  2 焊接式整體葉盤的加工
  采用線性摩擦焊技術製盤是整體葉盤製造的重要方法。采用摩擦焊接製盤時,葉片根部和輪盤的連接處通常留有餘量,焊接後采用機加方法去除。同時,焊接時會導致葉片與盤體之間的相對位置與理論模型相比各有差異。焊接式整體葉盤的機械加工可充分借助智能加工技術。如圖5所示,采用在機測量技術,可對每個葉片進行檢測,快速生成葉片的實際模型,對葉片與盤體之間的相對位置進行評估並生成對應的加工軌跡。這樣可獲得良好的加工質量,同時可大大減少因為焊接原因導致的葉片位置偏差。
  3 加工過程仿真與優化
  利用加工過程中的幾何與運動仿真可以對刀具的運動軌跡和機床運動進行仿真,驗證加工路線是否合理,避免加工過程中的碰撞幹涉,降低事故的發生率。同時,還可在加工過程中通過對加工工況的分析,實現工藝參數的優化選取。通過對加工過程中機床各運動軸的分析與運動的優化,對機床運動與加工參數進行優化,消除加工缺陷。
  利用加工過程的物理仿真可以預測加工過程中的切削力、切削溫度、加工變形等的變化,以及仿真預測機床係統組件、加工刀具的工作狀態,在此基礎上進行加工過程的優化。例如,在薄壁葉片的加工過程中,通過工藝係統動力學特性的分析,采用餘量優化方法可以有效減少加工過程中的振動,提高葉片表麵的加工質量。
  目前,物理仿真使用的軟件在一定程度上都能較好地反應加工過程中的某些物理因素及其變化情況,但若要全麵仿真加工過程,單純依靠一兩種軟件還遠遠不夠,必須充分利用現有的物理仿真軟件。同時,還需將仿真建模理論和生產實際需要進行密切結合。物理仿真與幾何仿真的集成是未來數控加工仿真發展的必然趨勢。
  4 在線監控與優化
  在加工過程中,係統實時不斷地監測主軸負載、工藝係統振動、工件變形與表麵質量變化等情況,根據前述構建的加工過程監測與控製模型對實時數據進行過濾、分解與分析,在此基礎上進行切削參數的實時優化與反饋控製;同時根據建立的切削過程工藝係統演化模型,結合工件的加工狀態實時調整夾具的裝卡參數。