船用螺旋桨数控加工干涉仿真及刀轴方向控制技术研究.pdf

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1、2014年5月机床与液压Mav2014第42卷第1O期MACHINET00L&HYDRAULICSVo1．42No．10DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．10．006船用螺旋桨数控加工干涉仿真及刀轴方向控制技术研究张胜文，刘传伦，朱成顺，方喜峰(江苏科技大学，江苏镇江212003)摘要：干涉检测是螺旋桨数控加工中的关键问题，如果在加工过程中发生干涉，会破坏机床甚至造成重大损失。基于UG软件，构建了螺旋桨加工仿真平台，利用该平台进行螺旋桨加工过程仿真和干涉分析；在虚拟环境中，检验数控程序是否干涉；针对虚拟仿真过程中发现的发生干涉的刀位点，反

2、复自动调整刀轴矢量，计算出无干涉刀轴矢量数据，优化数控程序，以避免干涉碰撞，提高了数控程序编程效率。关键词：螺旋桨数控加工；仿真平台；刀轴方向；干涉中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)10—022—3ResearchontheInterferenceSimulationofMarinePropellerCNCMachiningandtheToolAxisDirectionControlTechnologyZHANGShengwen，LIUZhuanlun，ZHUChengshun，FANGXifeng(JiangsuUniver

3、sityofScienceandTechnology，ZhenjiangJiangsu212003，China)Abstract：InterferencedetectionisthekeyissueinthepropellerCNCmachining．Ifinterferenceoccursintheprocess，thema—chinewillbedestroyedorevensignificantlossesareresultedin．PropellermachiningsimulationplatformwasbuiltbasedonUGsoft—ware．With

4、theplatform，propellerprocesssimulationandinterferenceanalysiswerecarriedout．TheNCprogramwascheckedinavirtualenvironmenttojudgewhethertherewasinterference．Attheinterferencepointsf0undinthevirtualsimulationprocess，toolaxisvectorswereadjustedautomatically，nointerferencetoolaxisvectordatawere

5、calculated，theNCprogramwasoptimized．Socollisionscanbeavoided，NCprogrammingefficiencyisincreased．Keywords：PropellerCNCmachining；Simulationplatform；Toolaxisdirection；Interference螺旋桨是影响舰船航行的重要零部件，改善螺旋种能够自动进行干涉检查并优化刀轴角度的方法，提桨的加工精度能够改善舰船的综合性能。船用螺旋桨高了编程人员的工作效率。以船用螺旋桨为研究对相邻叶片之间的空间狭小，在径向越靠近桨毂处通道象

6、，运用机构学理论，建立了五轴机床模型，然后越窄，因此，在螺旋桨叶片的加工过程中，刀具、机利用齐次变换矩阵和正向、逆向运动学相结合的方法床与其他相邻叶片易发生干涉。因此，采用数控机床建立了螺旋桨数控加工仿真模型，并成功地进行了仿加工螺旋桨必须不断调整刀具倾角，以防止发生干涉真实验。和碰撞。1构建螺旋桨加工仿真平台的原理与方法五坐标数控铣削技术在自由曲面加工中得到了广UG软件的CAM模块具有强大的五轴数控编程泛应用⋯。对于自由曲面的干涉问题，国内外专家进功能，能够方便地产生精确的刀具路径。由于UG软行了大量的研究，这些研究主要考虑刀具与被加工件在生成叶片的加工程序时很难充分考

7、虑机床的具体曲面之间的干涉检查，忽视了刀具、机床与工件其他结构信息，故这些加工轨迹后置处理后生成的数控加部分的干涉问题。工程序可靠性低，易出现碰撞、干涉缺陷，不能直接目前主流的数控加工商业软件在刀具路径规划、应用于数控机床进行加工。干涉分析和仿真方面提供了策略，但在刀具轨迹优文中采用UG软件建立机床实体装配模型和螺旋化、无干涉编程等方面还有待完善。仿真加工是数控桨的模型；建立机床位置变量；利用齐次坐标变换计加工的重要技术之一，它利用计算机仿真验证复杂曲算各个机床部件相对于参考坐标系的运动关系；根据面数控加工程序的正确性、可靠性