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金属板材激光切割CAM系统研究

作　者: 杨忠凤
导　师: 朱虎
学　校: 沈阳航空工业学院
专　业: 机械设计及理论
关键词: 激光切割 STL模型自动识别半径补偿 NC代码
分类号: TG485
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 126次
引　用: 1次
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内容摘要

激光切割技术是激光加工应用领域的重要组成部分,是当前最先进的切割技术之一。激光切割技术具有高速、高精度和高适应性等诸多特点,广泛地应用于汽车、航空、石油及冶金等许多工业部门中。为了满足汽车,航空等工业对立体工件切割的需要,三维激光切割机及其配套的自动编程系统等相关软件的研究都在快速发展中。本文的研究目的是开发出对冲压后形成的三维板材件进行五轴激光切割的CAM软件。本文以STL(Stereo Lithography)数据模型为研究对象,对读入的STL文件进行了冗余数据的处理和拓扑信息的建立,并将其可视化;研究了对金属板材件上切口形状的自动识别算法;利用顶点偏置方法对识别出的切口边环进行了激光束半径补偿;研究了计算五轴数控切割轨迹刀位点CL的方法;通过获取被切割面激光入射点处的法矢方向确定了激光头的姿态,并计算出了激光束倾斜角度α,β,从而获得了金属板材五轴激光切割轨迹。本文在Windows XP环境下,利用VC++、OpenGL完成了上述算法的系统实现,同时实现了五轴激光切割模拟仿真和相应NC文件的自动生成。并利用Tool manager软件对本CAM软件生成的五轴激光切割轨迹和用UG软件生成的轨迹进行了比较。应用实例表明,上述算法准确、可行,系统运行可靠、稳定,具有一定的实用性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章绪论  11-16
  1.1 引言  11
  1.2 课题研究的背景和意义  11-12
  1.3 国内外发展现状和研究成果  12-14
  1.4 课题的主要研究内容  14-15
  1.5 本章小结  15-16
第2章激光切割技术  16-24
  2.1 引言  16
  2.2 激光切割的机理和主要方式  16-18
    2.2.1 激光切割的机理  16-17
    2.2.2 激光切割的主要方式  17-18
  2.3 激光切割的特点及应用  18-21
    2.3.1 激光切割的特点  18-19
    2.3.2 激光切割的应用  19-21
  2.4 五轴激光切割  21-23
  2.5 本章小结  23-24
第3章 STL 文件的读入及其可视化  24-42
  3.1 引言  24-25
  3.2 STL 文件的格式与特点  25-28
    3.2.1 STL 文件的格式  25-28
    3.2.2 STL 文件的特点  28
  3.3 STL 文件的读入  28-32
  3.4 STL 模型拓扑信息的建立  32-34
  3.5 OPENGL 环境下STL 模型显示  34-41
    3.5.1 OpenGL 工作环境  34-36
    3.5.2 STL 模型的可视化  36-41
  3.6 本章小结  41-42
第4章基于STL 模型的五轴激光切割轨迹生成  42-64
  4.1 引言  42
  4.2 切口形状的自动识别算法  42-49
  4.3 激光束半径补偿算法  49-59
  4.4 激光头位姿的确定  59-63
    4.4.1 激光束入射点位置的确定算法  59-61
    4.4.2 激光头姿态的确定算法  61-63
  4.5 本章小结  63-64
第5章五轴激光切割仿真与NC 文件生成  64-70
  5.1 引言  64
  5.2 模拟运动实现方法  64-66
  5.3 模拟仿真实例  66-67
  5.4 NC 文件自动生成  67-69
  5.5 本章小结  69-70
第6章算法应用实例  70-79
  6.1 引言  70
  6.2 算法应用实例  70-78
  6.3 本章小结  78-79
结论  79-81
参考文献  81-84
致谢  84-85
攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文  85

金属板材激光切割CAM系统研究

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