五轴微细电火花加工数控系统关键技术的研究

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1、国内图书分类号：TP29学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文五轴微细电火花加工数控系统关键技术研究硕士研究生：刘丽丽导师：黄瑞宁助理教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP29U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEKEYTECHNOLOGIESOFTHEFIVE-AXISMICRO-EDMCNCSYSTEMCandi

2、date：LiuLiliSupervisor：AssistantProf.HuangRuiningAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近些年来，微细电火花加工技术在制造业中的重要

3、性越来越明显。这种技术主要用于加工微小零件以及高硬度的材料，其中具有复杂曲面的微小零件的加工则需要多轴微细电火花来解决。我国在这种技术的发展方面相对落后，至今没有开发出用于生产的多轴微细电火花加工数控系统。因此，本文的主要工作就是研究五轴微细电火花加工数控系统的几个关键部分。首先根据微细电火花加工的实际情况确定了代码编译所用的方法，并详细介绍了本文中代码编译的具体实现过程，给出了相应的代码编译的流程图，实现了对NC代码的处理。经过编译的代码接下来要进行刀具补偿处理,刀具补偿是保证加工精确性的必要部分。本文中针对转台摆头混合型的五轴微细电火花机床的结构种

4、类，给出了相应的端铣加工方式的刀具补偿的算法，主要实现了刀具的长度补偿、半径补偿、转接角处的处理以及电极损耗的补偿。代码经过刀具补偿处理后得到的加工轨迹，要经过插补来确定出实际的走刀轨迹。插补是整个数控系统软件部分的核心部分，微细电火花因为其特殊的加工方式，不能使用普通机床的插补方式。本文中研究的五轴微细电火花加工的插补算法是由两轴插补来复合得到的，主要给出了直线和圆弧的插补算法。最后研究了仿真部分，所用的三维仿真软件为OpenGL，通过模拟动态的加工过程来实现对NC代码的验证。给出了毛坯的建模方式以及加工轨迹的求解算法，然后通过OpenGL的双缓存方

5、式以及定时器的设置来实现加工过程的动态显示。关键词：微细电火花加工；代码编译；刀具补偿；插补；仿真-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,theimportanceofmicro-EDMtechnologyisbecomingmoreandmoreevidentinmanufacturingindustry.Thistechniqueismainlyusedintheprocessingofmicropartsandhighhardnessmaterials,butthemicropartswhichcontai

6、ncomplexsurfacesmustbeprocessedbythemulti-axismachine.Themicro-EDMofourcountryisrelativelybackward,andwehavenotdevelopedCNCsystemofmulti-axismachinewhichcanbeusedforproduction.Therefore,inthisthesis,thekeypartsofthefive-axismicro-EDMCNCsystemareresearched.Atfirst,themannerofdeco

7、dingisdeterminedaccordingtotheactualsituationofthemicro-EDM.ThentheprocessisdescribedandtheflowchartofdecodingisgivenwhichcompletestheprocessingoftheNCcode.Thenthecodemustpastthetoolcompensationwhichensurestheaccuracy.Inthispaper,theendmillingwayisresearchedaccordingtothefive-ax

8、ismicro-EDMmachinewithdoublespindlehead.Thesitu