基于 MATLAB 的镜片 NC 加工程序生成研究.pdf

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1、数控加工技术现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第７期倡基于MATLAB的镜片NC加工程序生成研究１１１，２王兴盛，雷鹰，康敏（１南京农业大学工学院，南京２１００３１；２江苏省智能化农业装备重点实验室，南京２１００３１）摘要：为了解决非球面镜片数控加工程序难以编写的问题，探讨了基于慢刀伺服加工技术的镜片数控加工程序的自动生成。建立球面和环曲面镜片的数学模型，对数学模型进行笛卡尔坐标向柱坐标的转换。利用镜片数学模型进行等角度离散和法向半径补偿生成刀位点，通过ＭＡＴＬＡＢ软件对得到的刀位点进行轨迹仿真，同时后置处

2、理刀位点生成数控加工程序。加工实例表明，所探讨的基于ＭＡＴＬＡＢ的镜片数控加工程序自动生成过程可以满足加工需要。关键词：慢刀伺服；数控加工；ＭＡＴＬＡＢ软件；数控加工程序中图分类号：ＴＰ３９１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）０７—００３８—０５ResearchongeneratorofNCmachiningprogramoflensbasedonMATLAB１１１，２ＷａｎｇＸｉｎｇｓｈｅｎｇ，ＬｅｉＹｉｎｇ，ＫａｎｇＭｉｎ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊ

3、ｉｎｇ２１００３１，Ｃｈｉｎａ；２ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙｌａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｏｓｏｌｖｅｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｔｈａｔＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｓｏｆｔｈｅｎｏｎ-ａｘｉｓｙｍｍｅｔｒｉｃｌｅｎｓａｒｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｗｒｉｔｅ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｌｅｎｓ’ｓＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｌｏｗｔｏｏｌｓｅｒｖｏｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

4、ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍａｔｈｅ-ｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｏｆｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌｌｅｎｓｅａｎｄｔｈｅｔｏｒｉｃｌｅｎｓｅｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｓｗａｓｓｗｉｔｃｈｅｄｆｒｏｍｄｅｓｃａｒｔｅｓｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｔｏｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ-ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍ．Ｗｉｔｈｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ｃｕｔｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｗｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｅｑｕａｌａｎｇｌｅｄｉｓｃｒｅｔｉ

5、ｚａｔｉｏｎａｎｄｎｏｒｍａｌｒａｄｉｕｓｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．ＭｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅＭＡＴＬＡＢｓｏｆｔｗａｒｅｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｏｆｔｈｅｃｕｔｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓａｎｄｐｏｓｔｐｒｏｃｅｓｓｔｈｅｃｕｔｔｅｒｌｏｃａｔｉｏｎｐｏｉｎｔｓｔｏｇｅｔｔｈｅＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆａｕｔｏｍａｔｉｃｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｌｅｎｓ’ｓＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｂａｓｅｄｏｎＭＡＴＬＡＢ

6、ｍａｙｃｏｎｆｏｒｍｔｏａｌｌｋｉｎｄｓｏｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｍａｎｄ．Keywords：ｓｌｏｗｔｏｏｌｓｅｒｖｏ；ＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇ；ＭＡＴＬＡＢ；ＮＣｍａｃｈｉｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍ到的刀位点进行轨迹仿真，同时后置处理刀位点生成０引言数控加工程序，完成镜片加工轨迹规划及数控程序的非球面眼镜片较之传统球面眼镜片能很好地减生成研究。最后通过实验加工验证了本文所探讨的［１-２］小球面固有像差，视觉畸变小。慢刀伺服加工技镜片数控加工程序自动生成过程可以满足加工需要。术克服了传统数控车床只能加工轴对称回转曲面的［３-４］１慢刀伺服数控车床介绍缺点，能够

7、满足特殊曲面镜片的加工要求。慢刀伺服加工技术是近几年发展起来的一种创成加工方本文实验所使用的慢刀伺服数控车床结构如图１式，国内市场上尚无商业化软件能够自动生成镜片的所示。三个位置精确控制轴分别为：直线轴X轴、直数控加工程序。线轴Z轴和旋转轴C轴，其中Z轴能够实现精确的往本文基于慢刀伺服加工技术，建立了镜片曲面数复运动。刀具在伺服电动机的控制下，在三个坐标轴学模型，将笛卡尔坐标系下的曲面模型方程转化为柱方向上联动，沿螺旋形轨迹运动实现工件的切削。X、坐标系下的方程，对镜片数学模型进行等角度离散和Z和C三轴形成空间柱坐标系，镜片曲面轮廓的三维坐法向半径补偿生成刀

8、位点。利用ＭＡＴＬＡＢ软件对得标（x，y，z）可转化