榫卯智能化加工代码生成系统的开发

【目的】榫卯加工代码的制作是实现榫卯数控加工的关键,但传统数控编程存在难度大、效率低、过度依赖CAM软件等问题,因此有必要开发一款高效的榫卯智能化加工代码生成系统。【方法】本研究首先利用成组技术对榫卯进行分组,提取各组榫卯的尺寸参数,建立参数化的工件数据库。然后,通过对大量工艺经验和已有榫卯配合相关研究成果的函数表达,实现了榫卯尺寸智能匹配。接着,利用模板技术建立了每一类榫卯零件的参数化加工代码模板,并组建了刀具路径代码模块。运用表达式驱动算法完成对代码模板的实例化,由加工参数的变化带动模板内数值的变动,进而自动生成NC代码,实现了榫卯加工数控程序的参数化、模块化设计。最后,基于后处理原理,通过外接程序的方式完成坐标补偿值的自动计算与添加,实现了加工代码后处理自动补偿。在此基础上,运用可视化的编程语言VB开发了一款榫卯智能化加工代码生成系统。【结果】结合改良型粽角榫零件加工代码的制作,验证了系统的可行性。通过实际加工以及对被加工零件尺寸的检验,验证了系统生成加工代码的准确性。【结论】本系统具有操作简单、质量稳定等特点,实现了榫卯加工编程工序的简化和代码的自动生成,极大地提高了编程效率,有助于推动榫卯加工由经验型向知识型的转变。

五轴机床在粽角榫加工中的运用研究

中式家具的数控加工已经成为家具产业升级和发展的必然趋势,其中重要一环就是解决中式传统家具中榫卯结构的数字化生产。笔者以CB型双摆头五轴木工机床为例,提出并验证了五轴机床加工粽角榫的后置补偿通用算法。通过齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析得到CB型双摆头五轴机床结构的形状创成函数,再通过逆向运动学得到CB型五轴数控机床偏置补偿的通用公式;通过UG软件创建的标准加工路径文件,结合补偿公式,得到了可被机床正确加工的NC代码;最后利用Vericut仿真软件和实际加工验证了该后处理偏置公式的正确性。本研究求得的函数可以实现软件生成的标准NC代码和实际带有安装误差的五轴机床NC代码数据之间的相互转换,有助于五轴机床在榫卯加工中的推广和普及。