学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于STEP-NC的车削关键技术研究

作　者: 张洪波
导　师: 刘日良；张承瑞
学　校: 山东大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: STEP-NC 数控车削参数优化路径规划
分类号: TG519.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在高生产率、高产品质量和低生产成本的大趋势下,数控加工成为目前制造业中普遍使用的先进制造技术,而车削又是最主要的制造方式之一。当前数控系统所采用的数据接口标准是基于G代码(IS06983)的,基于G代码的加工信息是单向的,数控系统只能按照加工程序控制数控机床的运动,加工中出现的问题不能直接反馈到设计阶段,很难支持先进制造模式和实现数控系统的智能化。为了提高CAD/CAPP/CAM/CNC之间的数据交互能力以及克服IS06983标准的缺点,1997年,欧、美等工业发达国家提出了一种新的数控接口标准STEP-NC。STEP-NC标准是STEP标准向数控领域的拓展,目的是建立起一条贯穿产品设计与制造过程的信息高速公路。STEP-NC标准第12部分ISO14649-12对基于STEP-NC的数控车削的数据模型以及相关技术进行了详细的说明。随着制造系统向集成化、智能化的方向发展,基于STEP-NC的数控车削加工技术必将有着广阔的发展前景。本文是基于STEP-NC的智能化车削数控系统开发的一部分,在课题组前面工作的基础上改善了STEP-NC信息提取方法,着重讨论了车削特征的加工工艺参数优化,并研究了工艺规划和刀具路径规划,并根据研究中拟采用的控制平台生成相应的数据包。对于STEP-NC数控程序而言,首先是了解数控程序的组成部分和所描述的内容,所以数控系统必须首先对程序进行识别,然后对程序的信息进行提取。本研究针对STEP-NC程序的描述内容,通过程序读取模块,实现了对STEP-NC程序的读取,并通过程序信息提取模块对程序信息进行了提取,将STEP-NC中的实体映射为类对象进行处理,最后经过信息树等的模块,验证了程序读取和程序信息提取模块的正确性。本研究针对程序中所提取到的信息,特别是加工工艺参数信息进行了研究,建立了加工工艺参数的函数优化模型,并开发了相应的模块,通过与实际加工实例的比较,验证了该优化模型及模块的理论可行性。另外,本文针对典型的STEP-NC车削特征进行加工技术解析和加工工艺路径规划的研究。针对完整工件的加工,进行工步划分与调整的研究,并开发相应模块。本文还通过三维模型显示系统对工件模型及其路径规划进行构建和显示。最后通过STEP-NC标准中的一个典型的工件实例,对上述的理论研究和模块开发做了相应的验证。

全文目录

摘要  10-12
ABSTRACT  12-14
第1章绪论  14-26
  1.1 课题研究背景  14-17
  1.2 STEP-NC概述  17-20
    1.2.1 STEP-NC标准  17-18
    1.2.2 STEP-NC的核心概念  18-20
  1.3 STEP-NC国内外研究现状  20-23
    1.3.1 早期开展的STEP-NC研究项目及成果  20-21
    1.3.2 STEP-NC相关技术研究进展  21-23
  1.4 本文的主要内容及意义  23-26
    1.4.1 本文的主要内容  23-24
    1.4.2 本文的研究意义  24-26
第2章基于STEP-NC的数控车削系统框架设计  26-32
  2.1 STEP-NC车削系统架构  26-29
    2.1.1 STEP-NC数据模型分析  26-27
    2.1.2 基于STEP-NC的数控车削系统架构  27-29
  2.2 STEP-NC程序信息提取方法介绍  29-31
  2.3 本章小结  31-32
第3章 STEP-NC车削特征参数优化与加工技术解析  32-56
  3.1 外圆特征(Outer_Round)的参数优化  32-41
    3.1.1 外圆特征介绍  32-34
    3.1.2 外圆特征参数优化理论  34-38
    3.1.3 外圆特征参数优化模块开发  38-41
  3.2 回转平面(Revolved_flat)、回转圆弧(Revolved_Round)和一般回转特征(General_Revolution)的参数优化  41-48
    3.2.1 回转平面、回转圆弧和一般回转特征介绍  41-44
    3.2.2 参数优化理论  44-46
    3.2.3 参数优化模块开发  46-48
  3.3 凹槽特征(Groove)加工技术解析  48-51
    3.3.1 凹槽特征介绍  48-49
    3.3.2 凹槽特征加工技术介绍  49-51
  3.4 滚花特征(Knurl)加工技术解析  51-54
    3.4.1 滚花特征介绍  51-53
    3.4.2 滚花特征加工技术介绍  53-54
  3.5 本章小结  54-56
第4章基于STEP-NC的典型车削特征的路径规划  56-64
  4.1 外圆特征(Outer_Round)路径规划  56-58
    4.1.1 外径特征(Outer_Diameter)的路径规划  56-57
    4.1.2 带台肩的外径特征(Outer_Diameter_to_Shoulder)的路径规划  57-58
  4.2 回转特征(Revolved_Feature)的路径规划  58-62
    4.2.1 回转平面(Revolved_Flat)的路径规划  58
    4.2.2 回转圆弧(Revolved_Round)的路径规划  58-59
    4.2.3 凹槽(Groove)的路径规划  59-62
    4.2.4 一般回转外圆特征(General_Revolution)的路径规划  62
  4.3 滚花特征(Knurl)的路径规划  62
  4.4 本章小结  62-64
第5章工步划分与调整及总体路径规划  64-70
  5.1 工步划分与调整  64-65
    5.1.1 工步划分与调整原则  64
    5.1.2 工步划分与调整的模块开发  64-65
  5.2 路径规划  65-69
    5.2.1 路径规划单元选择  65
    5.2.2 路径规划研究  65-67
    5.2.3 路径规划实例验证  67-69
  5.3 刀具路径数据包生成  69
  5.4 本章小结  69-70
第6章三维显示模块  70-76
  6.1 三维显示模块平台选择  70-71
  6.2 三维模型的显示  71-73
    6.2.1 基于STEP-NC的车削系统的坐标系转化及模块开发  71-73
    6.2.2 三维模型的显示流程  73
  6.3 三维显示模块开发  73-75
  6.4 本章小结  75-76
第7章系统研发与验证  76-82
  7.1 STEP-NC程序读取与信息提取  76-78
  7.2 加工工艺参数优化  78-79
  7.3 工步调整与路径规划  79-80
  7.4 数据包生成  80-81
  7.5 本章小结  81-82
总结与展望  82-84
  总结  82-83
  展望  83-84
附录1  84-90
参考文献  90-94
攻读硕士期间发表的论文  94-96
致谢  96-97
学位论文评阅及答辩情况表  97

基于STEP-NC的车削关键技术研究

内容摘要

全文目录

相似论文