下面是小编给大家带来关于五轴数控加工测试平台开发研究的论文,本文共12篇,一起来看看吧,希望对您有所帮助。

篇1:五轴数控加工测试平台开发研究的论文
五轴数控加工测试平台开发研究的论文
摘要:在五轴数控切削工件表面的过程中会产生温升、力、振动等。这些因素会使加工精度降低,零件表面质量变差,降低产品的合格率。为了解决这些问题,开发了一种五轴数控加工测试平台,并对温度、力、振动对加工过程中的影响进行了分析。为进一步的提高五轴数控加工精度提供了测试平台。
关键词:CPAC;五轴数控加工;测试平台
引言
随着我国经济的不断发展,对产业转型升级的需求也变得越来越迫切,现阶段我国机械加工产品的附加值不高,其主要原因就在于对复杂曲面、高精度和优良的表面质量等对机械制造装备要求较高的零件加工能力严重不足。目前来说,五轴数控加工中心在附加值较高的零件加工中具有不可取代的重要作用,代表着一个国家的机械加工水平。由于五轴加工具有一次装夹,可以加工多个曲面,定位误差较小的特点。不仅缩短了零件在多次装夹时浪费的时间,而且提高了零件的精度。随着时代的发展,人工和时间成本的提高,五轴数控加工会在制造业中占据越来越重要的位置。
1测试平台的开发
(1)平台结构设计五轴联动数控加工机床包括3个直线运动轴2个旋转轴,其实现形式的主要不同集中在机床主轴的安装方式上。目前的主流实现方式有双转台、双摆头、一摆头一转台形式。为了构建三轴大零件与复杂曲面都可以加工的重构机床,故采用的是较为经济的A—C双摆台形式。其中摆台可以沿X、Y方向移动,A、C方向旋转,电主轴可以上下移动,这样就构成了X、Y、Z、A、C五个自由度的加工范围。该测试平台主要由床身、直线运动平台、以及旋转运动平台组成。其中直线运动平台会影响安装在其上的旋转运动平台的运动,该五轴机床的运动拓扑图如图1所示。为了保证加工过程中的安全,X轴设计行程为700mm,Y轴设计行程为500mm,Z轴设计行程为600mm,A轴旋转角度为—90°~+90°,C轴旋转角度为0~360°。机床机械结构图如图2所示。(2)坐标变换由于机床结构采取的是A—C双摆台形式,而且摆台旋转中心线的交点和机床夹具装夹工件时所确定的加工零点不在同一位置。在机床A—C轴旋转时,会对其直线坐标产生较为复杂的影响。对此构建3个坐标,如图3所示从上往下分别为机床坐标系、工件坐标系和刀具坐标系。在加工过程中,刀具在工件坐标系中相对于工件的运动需要转化为机床绝对坐标的运动。对于此机床工件坐标系和绝对坐标系来说,可以列出其坐标系变换的方程表达式:XNYNZN00000000000000000000=ΔX0ΔY0ΔZ000000000000000000000+Q(I)XMYMZM00000000000000000000,Q(I)=Q(A)Q(B)Q(C)式中XM、YM、ZM———机床运动前坐标;XN、YN、ZN———运动后坐标;Q(I)———坐标旋转变换矩阵。对于A—C双摆台五轴联动机床坐标系来说,绕X轴旋转变换矩阵Q(A)=1000cosXsinX0—sinXcos00000000000000000000X,绕Y轴旋转变换矩阵Q(B)=10001000000000000000000000001,绕Z轴旋转变换矩阵Q(C)=cosZsinZ0—sinZcosZ000000000000000000000001,初始刀具矢量为(001)T,对于空间任意一点以及这一点所对应的任意方向的矢量,都可以看作是刀具从初始位置先旋转过后再进行平移。由于A—C双转台五轴数控机床只能沿X轴方向和沿Z轴方向旋转,为了简便数学计算难度,同时达到在旋转时可以使刀具初始矢量达到任意方向的要求,可以将旋转运动视作先沿X轴方向旋转后沿Z轴方向旋转。即Q(I)′=Q(C)Q(A)=cosCcosAsinCsinAsinC—sinCcosAcosCsinAcosC0—sinAcos00000000000000000000A,设旋转过后所得到的向量为(αβγ)T,则Q(I)=(001)T=(αβγ)T,解之得A=IAarccos(γ),IA=1,-1C=arctan(αβ)—ICπ,IC=0,,,,,,,,,,1即可求出机床转角轴的绝对角度变化量,和前一位置角度相减即可得机床旋转轴需要转动的角度值。
2平台硬件结构
固高CPAC计算机可编程自动化控制器具有运动控制,逻辑控制和人机交互融合一体的功能。CPAC支持符合IEC61131—3标准的OtoStudio软件开发环境,可以进行文本和图形化的混合编程,在进行开发时较为简便。CPAC—Oto—box系列控制器由控制器以及端子板两部分组成,在使用过程中用24V电源向两部分供电,控制信号由运动控制器通过端子板发送给伺服驱动器,由伺服驱动装置驱动伺服电机实现X、Y、Z、A、C轴的运动。CPAC自动化控制器输入、输出接口分为专用输入输出、通用专用输入输出、控制输出以及编码器输入。专用输入用来连接驱动报警信号、限位信号等,专用输出用以输出驱动允许、报警信号复位等。而通用输入、输出信号可以外接传感器、开关量等信号,编码器输入可以使用双端输入或单端输入,控制输出可以工作于脉冲量工作模式或模拟量工作模式。其中主轴驱动方式为运动控制装置将脉冲信号发送至变频驱动器,由运动控制器发出的脉冲信号对应于变频器的输出频率从而控制主轴电机,数据采集部分采用传感器连接CPAC模拟量输入模块,实时将机床的加工状态反馈到机床控制系统中。同时通用输入输出接口连接机床的限位开关和报警信号以保障安全。机床硬件结构如图4所示,采用运动控制装置与X、Y、Z、A、C轴驱动器以及主轴变频器和开关量执行装置相连。同时利用CPAC提供的网络接口将加工零件时的状态信息发送至上级管理计算机。
3测试平台软件结构
(1)软件结构使用OtoStudio对测试平台的软件进行编制,在编制过程中对所选用设备型号所支持的函数库进行调用,缩短了平台开发周期。其中测试平台软件结构如图5所示,首先对系统进行初始化处理,调用CPAC提供的运动函数库清除系统的报警信息,将伺服驱动器进行伺服使能,记录机床轴的状态,驱动器驱动轴返回坐标零点从而使使机床回零。然后对操作信息进行处理并选择工作方式。主要功能包括自动方式和手动方式。其中,自动方式主要功能是进行连续加工处理,利用从上级下载NC代码实现加工测试平台的'工件加工。手动方式运行是通过软件界面选取所需要点动运行的轴,后设置点动运行时驱动轴运行的速度,对驱动轴进行点动处理。状态信息反馈模块是通过运动控制器通用输入接口读取传感器信息,并实时传递到显示面板上。而后判断程序是否执行结束,结束后对系统状态进行恢复,否则返回操作信息处理,系统继续运行。(2)状态信息反馈对于固高CPAC系列控制器集成了多种数字量输入输出、模拟量输入输出等I/O模块,机床运动状态信息可以通过传感器进行采集,然后通过I/O模块等反馈到系统之中,系统可以根据反馈回的状态信息,对加工参数进行调整,机床的反馈控制系统结构如图6所示。温度传感器对在机床运行过程中产生的温度变化进行测量,将加工过程中产生的温度变化信息反馈至系统之中,对主轴的温度变形进行分析,将由温度变化产生的热变形带来的对工件产生的误差进行补偿,减少由加工过程中温度变化引起的主轴变形对加工误差的影响。同时振动传感器对主轴加工过程中产生的振动进行测量,对主轴振动信号进行分析从而得到加工工件的刀具的状态信息,在加工工件的过程中,如果刀具磨损达到了需要进行刃磨的工作状态,则对加工参数进行调整,适当地降低进给量等措施,降低加工效率,保持切削的连续性,并在加工结束后产生刀具报警信号,提醒进行刀具刃磨。通过CPAC控制器控制机床对工件进行切削,在切削过程中使用CPAC—300—300—7KF01模拟量输入模块的输入信号接口进行数据采集工作,传感器将机床的状态信息转化为电压信号。根据模拟量输入模块所对应的模拟量输入类型对通讯模块进行配置,配置后会显示该模拟量输入模块的所有配置通道的地址值,在程序中可以直接采用赋值语句将通道的地址赋给变量,从而对通道的信息进行采集。采集得到的信息为数字量信息,可以通过其提供的DigitalData_To_AnologData函数将信息转换为模拟量信息,然后根据传感器的原理将机床运动状态信息计算出来。由机床的运动状态信息,即可将机床运动参数进行调整,使得机床切削过程的状态更稳定。
4结语
在构建五轴数控加工平台中,采用了PC+GUC的结构,使用运动控制器控制伺服驱动系统,在WindowsCE操作系统下,利用CPAC所支持的IEC61131—3工业控制语言进行软件的编写。通过对数控加工的参数进行测量,对了解数控加工中各种物理量对工件精度的影响,提高数控加工精度具有积极的意义。
参考文献:
[1]孙正康,梅志千,李向国,等。基于CPAC的数控PCB钻床轴运动规划研究[J]。机电工程,,32(8):1066—1070。
[2]刘洋,吴孜越,颉潭成,等。基于CPAC的轴承圆度测量仪控制系统[J]。仪表技术与传感器,(9):63—66+87。
[3]张惠敏。五轴联动数控机床的设计[J]。机床与液压,,38(8):8—10。
[4]高建民,史晓军,许艾明,等。高速高精度机床热分析与热设计技术[J]。中国工程科学,,15(1):28—33。
[5]张智,刘成颖,刘辛军,等。基于特征频率自动识别的机床振动分析[J]。组合机床与自动化加工技术,2017(9):9—11+15。
[6]樊红卫,吴腾庆,刘恒,等。计入电磁平衡装置的机床电主轴稳态温度场有限元分析[J]。制造技术与机床,2017(11):88—91+94。
篇2:中职数控加工项目教学法研究论文
中职数控加工项目教学法研究论文
数控加工实训教学是中职数控技术专业中的一门主要课程,而数控加工则是机械制造行业中的重要组成部分,其整体教学内容对学生的实际帮助较大。但是在实际的教学当中可以发现,学生的学习兴趣会随着课程的逐渐深入而降低,同时由于传统数据加工实训教学中教学方法的影响,导致学生的实际动手能力并不强,在一定程度上影响了学生的综合素质发展,针对这种情况,可以在实际的教学中引入项目教学法,利用完整的项目案例来进行教学,以此来提高学生的学习兴趣和动手能力,实现教学质量的整体提高。
一、项目教学法的主要内涵
项目教学法主要指的是在实际的教学活动中,根据课程设计和主要内容,来设定一个完整而实用的项目,并且与教学内容的理论方面进行结合,在教师的引导下,按照一定的方式和规划来对项目进行完善,在这样的过程中能够使学生充分掌握所学的知识,提高实践动手能力,并且培养学生解决问题和自主学习的能力,最后通过对加工工件的质量检测和学生实践过程的评价,来有效提高教学质量。在这种教学方法的实施过程中,其主要思想是让学生根据所学习的内容,来独立完成一个项目,在整个项目当中需要包含学生需要掌握的技能和知识。从另外一个方面来说,项目教学法也就是将基本教学理论和教学活动划分到不同的`项目当中,并且借助项目,来实施情景教学。在这样的过程中,最为重要的是对项目的设计,需要保证项目的合理性和可操作性,这样才能使学生在解决实际生产问题的同时,掌握项目中的教学内容。另外,在项目实践的过程中,需要注意教师在其中的主要作用,学生是项目实践当中的主体,而教师在其中主要起着指导和评价作用,通过对学生所遇到难点的指导,和对项目结果的评价,能够充分提高学生的学习技能和教学效果。
二、项目教学法在中职数控加工实训中的具体应用
(一)对项目进行合适的选择
项目的制定和选择是项目教学法中的主要组成部分,中职数控加工实训中的项目主要指的是生产一件具有一定应用价值产品的任务。在对项目进行设计和选择的过程中,一方面需要结合教材的主要内容来进行,使项目设计不能脱离现实,另外,需要将项目的设计与企业的实际生产加工过程进行联系,并且尽可能选择在生活学习中比较常见的项目案例。在这样的情况下,不但能够帮助学生充分掌握教材中的知识,同时还能根据中职教学的特点,来增加学生的动手能力和实训能力。此次所选择的项目任务为对国际象棋棋子的加工。
(二)对实训计划和运行计划进行选择
在对项目任务进行确定之后,需要根据项目内容的主要操作方式,来对实训计划和运行计划进行选择,在这个过程中,教师可以根据学生的实际情况将学生分为相应的小组,然后根据项目的主要目的,明确其中的生产加工计划和步骤,并且引导学生对图纸和内容进行分析。比如说,在此次的项目教学当中,首先需要引导学生识别和了解零件图,然后分析加工工艺,并且结合实际的计划,来引导学生按照实际的加工流程来对象棋棋子进行加工,其主要步骤包括任务单、零件图的认识、加工设备的选择、数控加工工艺设计、模拟仿真、下料、实际加工和质量检测等。在这样的过程中,教师也需要参与学生的讨论和实际制作中,并且对项目进行中所出现的主要问题进行引导和解决,以此来提高学生的综合素质。
(三)项目教学的评价
成果评价是项目教学中的主要环节,在这个环节当中,主要的评价对象包括对加工工件质量的评价和学生加工技能的评价。在评价的过程中需要注意的是,不仅需要对学生的最终成果有着足够的重视,对其进行充分肯定,并且需要重视学生的实践能力和思维能力,这样不仅能够提升学生完成项目的成就感,还能提高学生对学习的整体兴趣。其中的评价方式主要包括自我评价、学生互相评价和教师评价等。总之,中职数控加工实训教学具有较强的实用性和实践性,在此课程中运行项目教学法,需要注意项目的选择和对项目进行过程的引导,以此来提升学生的实践能力,提高学生对专业知识的掌握水平。
参考文献:
[1]沈胜宏.项目教学法在中职数控加工实训中的运用实效分析[J].职业教育研究,2013(12):125-126.
[2]孙千评.项目教学法在中职数控加工实训教学中的应用分析[J].佳木斯职业学院学报,(5):6.
[3]吴建雄.中职数控加工实训中项目教学法的应用研究[J].新课程学习(上旬),(9):214.
篇3:数控车削加工工艺优化研究论文
摘要:本文将结合纯镍材料的性能,探究纯镍的车削加工工艺优化技术,进而推动数控车削加工工艺的创新和发展。
关键词:机械加工;纯镍;数控车削;加工工艺
1纯镍材料的性能
金属加工技术是数控车削加工工艺的重要内容。在确定加工方案前,要充分了解金属的性能,结合金属的特性制定可行的加工工艺方案。纯镍是一种耐腐蚀性强、机械强度大、塑性良好的金属,用于机械制造等多个方面。其中,工业上应用最广泛的是耐碱性、耐腐蚀性、机械性能好的N6材料。纯镍N6的机械性能,如表1所示。由表1可知,纯镍材料的机械强度大,加工性能较差,被列为难加工的材料之一。在对纯镍材料进行车削时,刀具会因纯镍的机械性能等原因产生较大的磨损。车削时,切削热主要集中在刀刃附近,后刀面易出现沟槽,影响纯镍材料的车削加工。因此,深入探讨解决上述问题的方法,对优化纯镍材料的数控车削加工工艺十分重要。
篇4:数控车削加工工艺优化研究论文
数控车削加工的主要目的是对工件进行精密加工,主要方法是通过操纵控制系统控制数控机床刀具的轨迹,以完成工件的车削过程。进行加工前,确定刀具和工件处于同一个坐标系中是极为关键的一点。随着技术的不断发展,编程语言的规范化、控制系统的智能化使得数控机床的加工工艺逐渐标准化、成熟化。数控车削加工工艺主要包括八个过程:加工工艺分析;程序的编程;加工过程中的装刀;装刀组;加工前的对刀;粗加工工艺;半精加工工艺;精加工。这八个主要的加工过程能够保证加工过程的顺利进行。同时,加工技术和加工方法的协调合作,才能实现对工件的精密加工。下面简单介绍数控车削的主要加工工艺。
2.1加工机床的选择
选择加工机床时,要考虑工件的因素和数控机床参数等因素。因为数控机床都有一定的使用范围,因而在选择时要做出相应判断。选择机床时,要根据工件的尺寸、形状、结构、加工要求等进行挑选。同时,机床自身的性能、参数等也会对工件的加工产生一定限制,如主轴转速、最大回转半径等,都是挑选机床时需要考虑的因素。
2.2车削刀具的选择及切削用量
刀具是对工件切削的重要工具。选择刀具时,要综合考虑工件、刀具以及机床三方面的因素。只有这三个方面相互适应、相互协调,才能实现对工件的加工。对于刀具的挑选,要重点考虑以下两个因素。刀具的材质和性能。刀具的性能直接影响加工精度,而刀具的材质制约着刀具的性能。一般情况下,刀具的材质越好,性能也相对越好。选择刀具时,不但要考虑刀具的强度、导热性、硬度等物理特性,还要考虑经济适用性,做到刀具的材质、性能以及经济适用性三者平衡。刀具的形状和尺寸。刀具的外形需要根据要加工的工件进行具体选择,最优的选择是能满足更多的工件完成加工工作。同时,在各种条件都允许的情况下,可以适当选择直径较大的刀具,这有利于提高切削效率,延长使用寿命。切削用量控制着各个工序的运行,每道工序的参数指标都和切削用量息息相关。编程过程中,要重点考虑切削用量。切削用量会对切削深度、进给速度、切削速度产生影响,因此合理确定的切削用量可以加快工作效率,保证加工工艺快速高效完成。
篇5:数控车削加工工艺优化研究论文
3.1纯镍的数控车削加工工艺存在的问题
经多次试验验证,在对纯镍材料进行加工的过程中,存在刀具磨损严重、使用寿命短、生产效率低下的问题。切削过程中,纯镍材料与刀具的摩擦会产生强烈的震动和高噪声(经检测已超过100dB)。由于刀具的磨损非常严重,在切削一个工件时就要更换十余次刀具。频繁更换刀片造成工件的表面光度不够,只能在加工后期使用锉刀纱布对工件继续打光磨平,浪费了大量人力物力。此外,每次更换刀具都要经历编程、对刀、关闭启动计算机等工序,容易造成计算机故障。事实上,经此工艺加工的工件,不能很好地保障质量,且生产效率低下。如果造成一件工件成为废品,将会产生较大的经济损失。可见,这样进行批量生产时,产品效率和质量均不能保证。因此,探寻优化纯镍的车削加工工艺迫在眉睫。此外,选择采用耐磨性能较好的刀具进行切削时,上述问题仍然存在。因此,还需要寻找新的途径解决上述问题。
3.2纯镍加工时刀具磨损的特点
由试验观察可知,切削纯镍工件时,刀具的磨损主要集中在刀刃附近,且刀刃处的切割热也较高。切削完成后,在副后刀面上会出现一道清晰的沟槽。在切削速度较低的情况下,会出现刀面的磨损,切削面也因较高的切割热而变形,而沟槽的出现会引起强烈的震动和噪声。上述现象会使刀具过早失效,造成加工效率低下、工件表面质量不高、刀具的寿命缩短。3.3纯镍的数控车削加工工艺优化在经历多次探索和尝试后,终于找到了可以解决刀具磨损严重、产生明显沟槽等问题的方法,下面简述这三种新途径。
3.3.1采用涂层硬质合金刀具
在分析刀具磨损成因时,判断镍-钴的亲合会造成刀具的严重磨损。为避免这种状况的发生,决定采用TiN(TiC)涂层硬质合金刀片进行试验。在按照正常的工序加工工件后,于显微镜下观察刀具的磨损程度。结果显示,涂层虽然脱落,但刀具表面无明显的磨损痕迹,且副刀面无沟槽。涂层的脱落可能是牢固度不够,在改进工艺加固涂层后可以取得更好效果。
3.3.2复合聚晶立方氮化硼车削刀
硬质合金会因扩散机理而产生沟槽,采用涂层涂抹合金也增加了刀具成本。经验证,采用复合聚晶立方氮化硼车削刀效果甚佳。复合聚晶立方氮化硼车削刀的硬度与硬质合金刀具相比可以提高20倍,在车削过程中无噪声、无振动,工件表面的光度良好,切屑均匀,无沟槽的产生。分析机理,主要是因为复合聚晶立方氮化硼车削刀硬度高、热稳定性好,因而适于切削纯镍材料。
3.3.3新型陶瓷刀具
山东工业大学研制的新型陶瓷车刀SG5是一种高强度、高热稳定性、高硬度的新型刀具,主要成分是Al2O3-SiC。该刀具硬度是硬质合金刀具的10倍,可以满足切削要求,且成本只有立方氮化硼刀具的1/10,在适用价值和经济适用性上都满足条件,可以经过进一步验证推广。以上三种新方法尚未成熟,有必要进行进一步探讨。但是,这三种方式都具有一定的实用价值,可为数控车削纯镍材料的工艺改进提供一定的借鉴。
4结语
纯镍材料的数控车削加工工艺一直存在刀具磨损严重、噪声大、震动大等问题。解决这些问题,对推进数控车削工艺的发展具有重要意义。本文经分析产生上述问题的机理和成因,提出了三种优化措施。多次试验显示,三种方式基本能解决前述问题,且经济适用性较好,有进一步研究推广的空间。探究纯镍材料的数控车削加工工艺的优化方法有利于推动镍类材料的加工工艺的发展,进而加速数控车削加工工艺的成熟。
参考文献
[1]徐世鹏,李祯.纯镍的车削加工[J].航天工艺,1983,(3):12-14.
[2]刘藜,陶起伦,李祯.纯镍的车削和断屑切削试验[J].航天工艺,1985,(2):27-33.
[3]倪春杰.轴上套环的数控车削加工工艺设计及优化[J].兰州石化职业技术学院学报,,(2):12-14.
[4]朱岩涛.面向能效的数控加工工艺参数优化方法研究及应用[D].重庆:重庆大学,2016.
篇6:复杂型面数控加工研究论文
复杂型面数控加工研究论文
1汽车模型建模
复杂型面的难点之一是型面的设计问题。复杂型面没有具体的曲面方程和表达式,无法通过传统的设计方法去获得。汽车模型一般由真实汽车等比例缩放制成,结构复杂,如果需要得到比较精确的汽车形状,需要专业的测量扫描设备。由于此次主要对复杂型面的数控加工技术进行初步研究,根据实际情况,采用一定比例的光栅图像对汽车模型进行近似处理。UG是一款功能强大的CAD/CAM/CAE一体化软件,广泛应用于航空航天、汽车、通用机械及模具等行业;依托于UG强大的曲面造型能力,对汽车模型各部件进行建模造型。
2汽车模型车身的数控加工
汽车模型,尤其是汽车覆盖件,其表面是由连续复杂曲面组成,且形状不规则,各曲面光滑过渡连接。曲面加工又是数控加工中的难点,虽然有多轴数控机床,但是三轴数控机床在企业生产中还占有相当大的比例,因此作者结合单位的FV-1000加工中心,探讨汽车模型覆盖件的数控加工方法。曲面数控加工刀具轨迹的生成是数控编程的基础和关键,目前曲面数控加工刀具轨迹生成的常用方法有等参数法、等残留高度法、等距截平面法、投影法、三坐标球形刀多面体曲面加工法和分片侧铣法。UG提供了型腔铣、等高轮廓铣和曲面轮廓加工等多种曲面加工方法,下面以UG8.0为例探讨汽车模型的数控加工技术。
2.1汽车模型车身的模拟加工
汽车覆盖件是曲面,形状复杂,无法采用手动编程,因此采用UG加工环境进行汽车模型的'模拟加工和数控编程。UG加工零件一般包括创建程序、创建刀具、创建几何体和创建工序四个要素。在使用UG创建零件加工过程时,应注意以下问题:1)在创建刀具时,要根据实际加工情况选用相同的刀具,以免实际加工过程中出现切不到和过切的现象。2)在创建几何体时,要合理设置加工坐标系,为了保证后处理过程中数据的一致性和正确性,应保证工作坐标系和加工坐标系重合;根据实际情况设置毛坯大小,并且需要考虑装夹位置,防止实际加工过程中撞刀。3)UG提供了多种加工类型,并且每一种加工类型中有不同的切削方式,应根据具体情况选用合理的切削方式。UG8.0提供了平面铣、型腔铣和多轴铣三种面铣削类型,同时每一种铣削类型里又包含多种铣削方式。结合单位的三轴数控机床和加工表面,因此采用型腔铣和固定轴轮廓铣的方法进行曲面加工。汽车模型型面加工工序按粗加工、半精加工和精加工的顺序安排加工工序。粗加工主要是为了去除毛坯上大部分的余量,使毛坯在形状和尺寸上大致接近零件的成品状态,提高加工效率是粗加工工序中应考虑的最主要的问题;粗加工采用准20端铣刀,每刀深度1.5mm,步距为刀具直径的80%,余量为1mm。粗加工为了提高加工效率,采用大直径、大切削深度和大步距,造成了汽车模型型面某些小区域加工不到从而导致半精加工余量不均现象,因此半精加工前需要进行残料加工。半精加工是在粗加工的基础上进一步去除一部分余量,使零件的主要表面基本达到要求的加工精度,并保留一定的余量,为精加工做准备,这个阶段应该同时考虑加工效率和加工精度的问题;半精加工采用准20球头铣刀,每刀深度0.2mm,步距为刀具直径的20%,余量为0.25mm。精加工是为了使零件的尺寸精度、技术要求和表面质量同时达到图纸要求,这个阶段应主要考虑如何提高加工精度和表面质量问题;精加工采用准10球头铣刀,每刀深度根据型面陡峭程度分层设定,步距为刀具直径的10%,不留余量。为了提高加工效率,精加工时采用了较大直径的铣刀,型面小凹面可能存在加工不到的现象,因此在精加工之后进行清根处理。
2.2汽车模型车身的铣削加工
在UG8.0加工环境下检查加工刀路正确的情况下,通过后处理生成三轴数控机床可识别的数控程序,输入到FV-1000加工中心进行汽车模型型面加工实验。
3结论
以汽车模型型面为例,利用UG强大的曲面造型功能进行了建模和仿真加工,探讨了复杂型面的三轴数控加工过程,为后续复杂型面的数控加工研究提供了依据,也为解决中小企业复杂型面的加工问题提供了参考。加工实验表明:仿真加工所选用的加工方法和相关参数选用合理,模型表面光滑,表面质量较好。通过加工实验发现:复杂型面加工时,要想获得较好的表面质量,需要设置较小的步距和加工深度,但加工效率降低;汽车模型型面是光滑连续的曲面,且具有可变的陡峭度,表面陡峭度越小,表面加工质量越差,刀痕越明显。
篇7:参数化时代的数控加工与建造研究论文
摘 要:数控制造技术被一些建筑理论和实践的开拓者引入到建造实践中来。文章基于参数化建筑设计,介绍了数控技术下的参数化建筑建造工具,并对其发展趋势做出了展望。
关键词:参数化;数控加工技术;模具;建造
信息革命对于社会生产产生了极大的影响,全球信息化大背景下,建筑界出现了一批应用数字化计算机技术设计、生产、施工的建筑,一种基于参数化的建筑设计理念在建筑界形成了轰动。在这种思潮的推动下,数控制造技术被一些建筑理论和实践的开拓者引入到建造实践中来。文章基于参数化建筑设计,介绍了数控技术下的参数化建筑建造工具,并对其发展趋势做出了展望。
1 参数化建筑设计及发展历程
所谓参数化建筑设计,实际上是一种辅助设计的方式,它的原理是利用数学模型,将建筑设计中一些因素进行数据化,借助变化函数最后获得不同的函数结果,这些结果往往能够作为一种辅助结果说明,帮助设计者做出设计决策,形成设计方案结果。
参数化建筑设计并不陌生,在我国自古有之,例如秦代的度量衡的统一,宋代的建筑图纸设计。而参数化建筑设计最为重要的一次变革与发展则是近现代所爆发的信息革命:计算机技术的大规模应用,促使数字技术、网络技术、信息技术等新兴虚拟技术不断的发展,并融入到建筑设计领域中。传统的参数化设计与计算机技术进行结合后,使得建筑设计的精准性不断增加,而随着计算机数据处理模型的不断演化,利用数字模型来进一步量化建筑设计过程中的各项因素,形成数字化建筑设计,进一步的推进了参数化建筑设计,也取得了极好的设计效果。
2 基于数控技术下参数化建筑建造工具
近几年来,世界各地的建筑师和学生在研究和实践中探索计算机内的参数化设计向物质世界实体的转化,并使这一领域成为参数化设计研究的热点。这其中数控加工和建造是参数化设计建造方法的必然选择之一。数控加工是指计算机控制机床加工零件的方法,它是解决零件品种多变、批量小、形状复杂、精度高等问题和实现高效化和自动化加工的有效途径。基于数控技术下建筑建造工具主要包含了三维打印机、CNC数控机床,在参数化建筑模型制作和探索中起到了重要的作用。
2.1 三维打印机建造工具
三维打印机是一种快速成型技术,是上世纪后期发展起来的高新技术,现阶段,其技术体系已经发展的较为成熟,诸如三维喷涂粘接技术、选择性激光烧结技术都被广泛应用到生产实际之中。
在参数化建筑设计实践中,三维喷涂粘接技术(3DP)与建筑行业的特征具有较高的适应性。3DP技术是美国麻省理工学院开发的一种基于微滴喷射的技术,它不依赖激光,其原理类似于喷墨打印机。它使用粘接剂和粉末,通过切片处理,得到各截面的信息,再由喷头在材料粉层上有选择地喷撒粘接剂,喷射路径上的粉末被粘接在一起,其他地方仍为松散的粉末。该技术突破了传统数控加工的零件加工模式,该制作工艺的制作成本往往与产品的复杂程度无光,而更多的取决于其材料。
近年来,三维打印技术在建筑模型的建造中有着广泛的应用,市面上一些极为常见的三维打印已经能够制作一些缩小比例的模型。如果将三维打印技术应用到建筑的实际生产,必须要克服材料、以及机器打印空间的.局限性。
2.2 CNC数控机床建造工具
数字控制机床是20世纪制造领域内一个极为轰动的技术发明,成为现代机械制造业的重要基础之一。数控技术集成了信息处理、电子技术、控制技术等技术,解决了制造业生产的诸多问题。
在参数化设计中,对于参数化设计的数控加工与建造实践和研究可以分为两类:第一类是对已经设计好的复杂曲面形态用各种数控技术进行加工和建造;第二类是基于数控设备特点和材料性能发展出一套建构逻辑,并以其为基础进行参数化设计,进而建造。
非线性形体的数字化建造通常用来解决一些复杂曲面的建造。例如在广州歌剧演排练厅的一些复杂构建的建造就应用了数控技术加工。该项目的加工和安装工艺如下:首先,建筑设计师提供三维数字模型,材料商则通过Master Cam软件将材料转化为工业语言,将具体的走刀路径、板材划分进行详细的设计。其次,对计算机内的3D模型进行数据分析,并对工作量以及模具量进行统计,确定分割加工方案。然后,利用数控设备进行模具加工,对于人造石材料进行相应的吸塑、热弯以及内外模压制作出组件,而对于复杂的建筑构件则采用人工抛光、实雕。最后,实体制作完成后,进行拼缝处理,并进行精确的定位安装。为了实现精确的定位安装,根据模型情况设计了转换层结构。构件在加工成型后将其稳固在模具上,根据安装结构图准确开出挂件的安装定位孔;需拼接的面要在厂拼缝完成后标画基准线,并根据模具图检测出厂产品精度。
基于数控建造逻辑的参数化设计,则是根据计算机的控制,按照指令程序对材料进行精确的加工,这种建造方式能够最大限度的发挥出计算机的逻辑智能优势,继而拓展对建筑的参数化设计的可能性。目前仍在处于探索的基于数控建造逻辑的参数化设计技术,主要有机械臂、智能机器人等。
机械臂与智能机器人是一种通用型的机器,具备有高度控制基础、可编程以及可操作的特性。只需要将建造逻辑通过程序表现,在计算机指令下,机械臂可以按照程序来进行简单的建筑施工装置,可以拿起一些传统的建设工具进行实际的施工建设。目前机械臂在建筑领域的应用主要集中在混凝土楼板面层施工(日本研发)、框架制作(美国研发)、弯曲砌墙方法(瑞士研发)。
篇8:参数化时代的数控加工与建造研究论文
在参数化时代,数控加工是由制造领域引入建筑领域,然而与制造业不同的是,建筑物构件往往十分庞大,且现场施工环境具备复杂性,施工材料也常常会产生变化,这就使得利用数控技术来进行建筑物构件的批量生产难以得到真实的实践,也使得数控技术在建筑领域的应用受到一定的局限。基于数控建造的实际约束瓶颈,未来数控加工与建造在参数化建筑的应用将会努力朝两个方向进行突破。其一就是进一步的研发出可供数控建造的新的建筑材料,其二就是尽可能的形成新的数控技术。
总而言之,随着信息化技术、数字技术的不断发展,数控技术与建筑技术将会得到更加深入的契合点,虽然在现阶段实现起来十分困难,但相信会在未来形成参数化设计、数控加工到建筑生产的整体数字建筑产业的升级优化。
参考文献
[1] 李宁.以“场”为切入点解释建筑现象、探索建筑设计的方法[A].全国高等学校建筑院系建筑数字技术教学研讨会论文集[C]..
[2] 徐卫国.褶子思想,游牧理论——关于非线性建筑参数化设计访谈[J].世界建筑,(08).
[3] 李文凯.建筑参数化设计的发展及应用的研究[J].中国新技术新产品,,23(18).
[4] 高岩.参数化设计——更高效的设计技术和技法[J].世界建筑,2012(05).
篇9:解析创业培训数据查询平台的研究与开发论文
1 总体设计
创业培训数据查询平台主要是应用数据查询应用平台,不仅仅有着软硬件设施, 同时也要做好数据服务器的平台运行保障管理。通过安装浏览器的PC 机, 并构建硬件环境和服务器管理平台。
1.1平台设计方案
平台架构的设计, 结合Windows 环境下进行开发, 结B/S架构进行设计, 用户借助于Web 浏览器进行在线查询创业培训的数据, 一旦查询完毕并返回到用户最原始的界面。
1.2平台体系结构
对于平台体系结构的确定, 结合创业培训数据的结构,分析用户数据库的多方面需求, 做好数据平台的有效性查询和分析, 在本地建立的数据库, 尽可能地做好数据的查询工作。关于创业培训数据查询平台体系结构。如图1 可知, 用户做好用户数据的查询管理工作, 在用户数据下载的过程, 结合浏览器和Web 服务器进行查询, 做好书的维护以及数据的加载处理, 实现数据下载的有效性整合管理。
篇10:解析创业培训数据查询平台的研究与开发论文
2.1 B/S 技术
对于创业培训数据查询平台B/S 模式。主要是浏览器和服务器的模式, 在因特网技术的不断发展中, 用户在工作界面借助于IE 浏览器, 实现的一种模式。这种模式在实际的运行维护中有着简便性的特点, 将不同的人员实现, 并在不同地点的结合中, 采取不同的接入方式在不断的访问和操作中, 体现的一种共同的数据。但是这种模式的缺点, 主要是对于外网的环境有着相对较强的依赖性,而实际的额原因存在中, 一旦外网处于中断状态, 将会使得系统处于一种瘫痪的状态。在数据库的运行中, 注重数据的存储和管理, 实际得到数据库应用中, 实现数据的独立性管理。这种体系往往有着相对较大的维护成本和较大的投资成本, 在数据库数据的统一性管理中, 需要对实时的数据同步进行建立, 并做好实时通信的根本连接, 实现两地数据库服务器之间的一种在线运行, 在网络的管理中, 需要做好服务器的全面维护和管理, 加强客户端的一种管理和维护, 有着相对复杂的维护技术。
2.2 ASP.Net
ASP.Net 主要是在通用语言程序架构建立的一种模式, 在Web 服务器结合中, 实现Web 应用程序的综合性实现, 而ASP.Net 在应用中, 往往存在相对较大的优势。不仅仅有着相对较高的执行效率,同时对于世界级的一种工具均有着支持的过程。在通用语言的基本服务过程中, 实现服务器之间的编译和运行, 在执行效果的统计中, 实现基础性的全面解释。在世界级的工具支持中,做好开发环境的合理分析, 并在强大性和基础性的适应中, 注重语言的综合性编译和运行。这种高效性的管理中, ASP.Net 往往是结合字符的形式,做好配置系统的.分级处理, 并在服务器的环境应用中, 往往存在相对简单化的一种程序设置, 实现配置信息的一种相对简单化的保存。在新的设置中, 并不需要对本地的管理员工具进行启动。这种ASP.Net 技术同样也有着可靠性的多处理器环境, 在多处理器的开发工具应用中, 结合环境中的无缝连接技术, 将实际的运行速度综合性的提高,在自动的扩展中,结合实际的代码形式, 体现出网站程序的综合性分析。在安全性的表达过程中, 对编程模型进行根本上的提供, 并结合伸缩性和实际的稳定性结构, 实现系统的一种相对安全性的保护。
篇11:解析创业培训数据查询平台的研究与开发论文
3.1 系统实现
基于创业培训数据查询平台的实现过程, 结合数据的查询模块设计, 通过确定系统页面, 在系统的查询过程,主要是对创业培训查询平台的相关信息进行分析。
3.2 系统测试
单元测试过程, 应用黑盒测试方法, 对测试用例以及测试目的分析, 并注重测试结果的准确性体现。对于用户登录系统的一种测试阶段, 结合实际的测试数据情况, 注重系统登录测试的实现。关于系统登录过程, 对正确的用户名提交。系统登录功能的测试过程, 结合系统的有效性长度控制, 并注重测试系统的合理化应用。
测试目的主要是对模块连接状况进行验证, 保证有着完整的模块连接过程。在系统子模块的集成过程, 对模块之间的依赖性进行验证, 并对全局数据结构的规范性进行验证。模块误差的验证过程, 注重模块的功能性实现。实际测试过程, 该系统有着简单易用的特点, 同时有着较高的工作过程,实际的相应速度主要是在2s 以下。因此该系统和设计目标相符合, 将系统需求满足。关于系统的测试, 主要是通过负载测试的分析, 通过设置场景, 做好管理监控测试的控制。选择优化方案, 结合脚本录制对数据库系统进行优化分析, 并分析序列属性信息的参考价值。关于数据库系统目标的分析,不仅仅有着较快的系统响应时间, 同时缩短了数据检索的速度, 和预期要求相符合。
4 结语
创业培训数据查询平台的开发设计, 通过应用Web 数据查询平台结构, 优化改进系统的性能, 做好数据快速的查询以及数据的共享管理。创业培训数据查询平台的开发设计,通过组织了有志创业青年, 结合各种系统性的知识, 分析成功创业案例, 进一步地提升技能。对于创业培训数据查询平台未来的开发设计者, 更要尽可能地提高培训的质量, 提升培训工作效率, 做好用户、管理员以及培训者之间的有效管理和沟通。
篇12:电气自动化高级班综合实训仿真平台开发的研究论文
摘要:我校2007年首次电气自动化专业开设《工业组态软件应用》课程,当时主要是以演示PLC控制的设备虚拟动作以丰富教学为出发点,以力控组态软件为学习对象,以开发运用为学习目标;随着课程开发的深入,基于组态软件的综合训练已逐步形成,为电气自动化安装与维修专业的综合实训起到了一个良好的平台作用,较好地串联起电力拖动、液压与气动技术、plc应用等课程,提高了综合训练课程的有效性。
关键词:综合实训平台;力控组态软件;仿真课题;高级班
一、引言
综合实训的目的,是巩固所学重要的知识、技能,学习完相关专业课程后的一次综合训练,包含一门课程综合实训活动的开展和多科目综合实训活动的开展。
以就业为指导,以一体化教学模式开展教学课题及训练,方式、内容随着企业和岗的变化需求相应地变化,而教学设备的更新周期较长,甚至是教学设备不能全方位满足综合实训教学。
因此需要利用软件和计算机做些补充,采用力控组态软件的功能开发仿真课题,提供虚拟的综合实训环境。
组态软件本身具有平台性作用,能将虚拟仿真系统需要的内容封装起来,以各种直观方式提供给用户使用,用户通过组态软件轻松实现各种环境和现场,通过一定硬件条件,还能实现和工业现场一致的环境。
二、现状分析
实训室综合训练设备大都是教学仪器研发公司基于单一课题或某一课程设置训练内容,设备投入技工院校较大教学开支,教学设备或多或少存在的功利性缘故,很大程度上是围绕技能考核或技能鉴定的开展研发,而不是依据职业标准或接近工业真实环境开发,何况教学设备也不允许那么设计开发,学校学习训练不可能完全将各行各业的操作需求完全模拟满足。
因此从建立学生对未来职业的适应性来考虑,实训室现有条件尚不完全便于高级班综合实训的教学开展和实施,扩展一些知识技能,训练项目,软件性仿真自然成为我们考虑的一重要方向。
发展至今各类组态软件本身是能起到平台作用的,能够将最复杂底层操作通过用户开发封装起来,使用户能在此基础之上,进一步组织、设计,进而实现实际的监控系统。
三、组态软件开发仿真课题的特点
基于组态软件开发仿真课题,职业学校教学中具有鲜明的特点,一是可以满足实际操作前的虚拟仿真操作,降低实际操作时的.失误或不可逆转的错误;二是可以提高学习的兴趣,对现有实训条件进行较好补充,形成直观感受;三是便于教学和学生课外学习。
1、技术特点
组态软件是一个开放基础平台,方便进行控制,入门技术门槛不高,方便教师根据自己需要进行二次开发。
目前大量的工业仿真软件开发一样,组态软件的教学仿真课题开发也遵循一些基本原则:围绕教学大纲需求,在实训室或实验室条件不完善的方面,集专业教师的开发能力而进行二次开发,以满足演示教学、验证结果、呈现工业现场和操作环境等。
在课堂上作出动画展示和原理分析等。
图形、动作及与控制器、执行机构等连接动画,非常直观地模拟系统的动作,加深对过程的管理和理解,强化了学生知识和技能的体验、巩固。
2、设备组成
利用组态软件本身丰富的组件、优秀的第三方通讯功能、强大的开发接口功能以及和第三方软件的连接,可方便地实现虚拟演示 、虚拟设计、 虚拟仿真和教学培训等。
3、开发原则
综合实训平台其中有两层意思:一是知识综合训练,即知识巩固和拓展,使得毕业生在实习前对所学专业知识和技能有一个全面系统熟悉和复习过程;二是从组态软件本身而言,提供用户“组态”的 一个平台,将本专业大纲要求的典型技能和知识通过组态,用图形、脚本、程序等实现集工业逻辑仿真、可视化虚拟表现、虚拟外设交互等功能于一体的虚拟系统。
四、经济效益
通过仿真课题开发和运用,几个方面得到良好经济效益。
一方面通过仿真系统的运用,实训设备配备和采购上节约资金,比如通过拆解动画演示,不再需要气液动元件模型;水处理项目,不再需要实物管道、罐体等,同时还极大地丰富训练项目和知识技能。
另一方面也可提高教师专业水平,细致分析教学大纲,通过开发过程调查、设计实施、实现、修改、定型等,更深入了解专业知识和专业技能在专业中的作用,掌握社会对知识和技能真实需求,从而更加熟练地实施教学。
五、结束语
组态软件在技工院校中开设还不普遍,我校高级班开设组态软件课程,在毕业前夕将知识和技能通过这个平台,再一次将专业知识和技能综合起来进行熟悉和复习,为就业和学习做一个准备。
通过不断地开发运用,系统更有效地开发基于网络的仿真环境,以满足不断更新的电气自动化教学与培训。
参考文献:
[1] 徐益清.气压传动控制技术(项目式教学)[M].北京:机械工业出版社.2008.2
[2] 周勇军.超纯水生产自动控制系统的电气设计[J].清远科技.2007.3—29—35
[3] 高钦和.机电液一体化系统建模与仿真技术[M].北京:电子工业出版社.2012.5
[4] 贾连兴.仿真技术与软件[M].北京:国防工业出版社2006.8
★数控论文
文档为doc格式