数控加工中心辅助编程系统的研制

数控加工中心辅助编程系统的研制

一、数控加工中心辅助编程系统的开发(论文文献综述)

冯飞翔[1](2021)在《大型铸锻件机器人修型加工离线自动编程研究》文中提出随着工业机器人在工业4.0趋势下的迅速发展,其在生产加工各个领域都得到了广泛应用,极大地提高了生产加工的效率和人们日常生活的质量。针对工业机器人在大型铸锻件修型加工时所面临的编程问题进行讨论,当前情况下,机器人在面对加工现场环境复杂化、加工对象不规则化等条件下仍存在着在线编程周期较长、示教编程效率较低、使用者专业化要求较高等缺陷。因此,工业机器人离线自动编程因其编程周期较短、应用范围广、编程精度较高并且是面向任务的一种编程模式得到了国内外学者的青睐。根据现有几种离线自动编程解决方案的比较,采用一种基于NC加工程序数据与指令生成机器人程序的方法,设计针对大型铸锻件机器人修型加工的离线自动编程系统。通过分析从Mastercam软件生成的NC加工程序到机器人实现加工的控制指令之间的联系,设计了一种可以实现两者之间数据提取处理转换的程序,并通过MATLAB仿真进行了加工预测和路径轨迹优化。主要研究内容如下:(1)机器人离线自动编程系统的方案设计。为了使离线编程软件具有更好的适用性,分析了离线编程系统的主要功能以及在自动编程过程中所需要的其他辅助功能,分功能模块进行设计,其主要功能模块包含机器人NC程序代码获取、数据提取和插补、工件坐标系定义、运动学正解和逆解、速度和加速度计算模块、任务空间优化、误差预测与补偿等模块。在实现了程序转换功能的同时,也预留了对其功能扩展的接口。(2)以安川的MOTOMAN UP50型工业机器人为例,建立机器人末端执行器位姿与机器人各关节之间的运动学方程,分析机器人末端速度与各关节速度及加速度的关系。编写了算法程序,奠定了离线自动编程系统搭建的研究基础。(3)探讨了工业机器人离线编程系统程序转换功能的实现。建立零件三维模型,通过Master Cam获取数控加工程序。充分利用NC程序中各指令的参数,通过python语言编写数据提取程序,提取数控加工轨迹的数据并对其进行变换处理,使其符合机器人编程系统的要求,最后进行任务规划,生成零件加工程序。定义工件坐标系与机器人世界坐标系的关系,借助运动学方程实现数控程序中的坐标信息在机器人坐标系下的坐标表达。然后通过对提取的轨迹数据进行相应的圆弧插补、直线插补转化,在MATLAB中进行轨迹仿真使其显现在三维仿真空间中,方便使用者以更直观的视角观看实现加工中机器人运动路径轨迹和末端位姿的控制。(4)圆弧插补指令的处理。针对数控程序中圆弧表达方式和机器人程序中对于圆弧表达方式不同,设计了一种通过圆弧上两点和圆心坐标求圆弧上第三点的算法。为了确保机器人在进行修型加工时的精度,研究了工业机器人末端工具对机器人进行修型加工时的误差影响,并针对这种刀具误差进行两种补偿研究,设计误差补偿模块。

于昊[2](2021)在《基于复合式镗铣加工中心的箱体零件数控仿真加工技术研究》文中研究说明随着国民经济的快速发展,机械制造行业对零件加工的要求越来越高,而箱体零件加工在机械制造行业中非常常见,对于复杂箱体类零件的加工问题,一直是限制生产效率的一个重要因素。箱体零件型腔结构复杂,工序繁多,数控编程过程极为繁琐,存在重复劳动多、工序编制规范性差等问题。因此,研究CAPP技术,快速合理地制订工序规程,运用现代化理论及优化算法优化加工工序,针对箱体零件开发自动编程系统,对于提高箱体零件编程效率,缩短制造周期具有重大意义。本文以复合式镗铣加工中心为基础,基于PowerMILL软件针对复杂箱体类零件的自动编程系统进行研究,内容如下:(1)箱体零件的加工工艺分析对属于非回转体的复杂箱体类零件的加工特征的工艺规程进行了阐述。归纳和总结了加工复杂箱体零件上平面、孔与孔系的方案。描述零件信息的组成,引入了特征的概念。探讨了复杂箱体零件的特点和在加工中心上加工箱体零件的工艺路线的确定原则和程序。(2)采用遗传优化算法对工序进行优化遗传算法作为一种随机的搜索与优化方法,有着鲜明的特点。由于它不采用路径搜索,而是以概率选择为主要依据进行检索,可以处理复杂的目标函数和约束条件,实现全局最优化,避免落入局部极值点。针对复杂箱体类零件孔的加工,结合自主研发的复合式镗铣加工中心,利用遗传优化算法对复杂的孔进行合理的工步工序组合优化,对遗传算法中的基因编码进行了研究。为使每条无序的加工工步序列有效化,建立了加工工步的约束关系矩阵。利用遗传算法优化工步,可以降低加工中心刀具空行程、换刀次数、换刀时间这三个辅助时间对加工效率的影响,进而得到耗时最少,效率最高的孔加工方案。(3)自动编程系统的开发采用“宏文件”和置入模块式方法对PowerMILL进行二次开发,创建工具菜单,建立刀具模块、加工策略模块、刀具路径模块和仿真模块。通过箱体零件实例对自动化编程系统的可行性和正确性进行验证。

韩金刚[3](2020)在《基于特征技术的木工数控编程研究及系统开发》文中指出特征技术是CAD/CAPP/CAM集成的核心技术,通过将各个模块需要的参数信息封装到特征上,能够实现三者的最终集成。将特征技术应用到木工数控加工中,能够快速的实现木工数控编程,提高生产效率,降低人工编程难度。为了增强CAD/CAPP和CAM系统之间的联系,实现木工数控快速编程的目的,本文研究了一种基于特征技术的木工数控自动编程系统,它是在木工构件特征分析的基础上,归纳出木工榫头特征的基本单元,并对基本单元进行划分和模块封装,从而实现数控自动加工。首先,本文对木工构件的形成过程进行了分析,并研究了木工构件的特征组合方法。通过对木工构件的特征分析,将特征分为简单特征和复合特征,并进一步研究了特征分解方法。将木工构件中的榫头作为研究对象,并对榫头特征进行分类与特征信息分析,重点分析特征的数据结构。其次,分析了木工构件的加工工艺与刀具工艺,重点分析研究了刀具的使用情况。根据刀具类型的选择不同,每类特征都具有特定的加工方法,其中以形切法和环切法为主,并对相应的刀路轨迹进行了规划设计。分析了木工构件特征的工艺过程,工艺过程主要包括CAD模块和CAM模块。再次,分析研究了木工系统的各功能模块设计方法,并对系统涉及到的算法进行了详细的分析,它包括坐标点转换算法、加工方向判别算法和计算定位边交点算法。分析了木工系统数据存储与输出方式,该系统以“*.xml”文件形式进行数据存储与输出,并采用XML语言进行编程,之后分析研究了木工机床仿真与后置处理方法。最后,以木工数控编程系统为开发目标,分析系统需求,设计系统框架与操作流程。利用SolidWorks二次开发技术,完成文件管理、系统设置、特征功能、加工仿真和后置处理模块,设计完成木工数控自动编程系统整体功能;以某公司研制的木工数控机床为平台,木工坯料为加工工件,对系统各功能进行现场测试。

李俊铭[4](2020)在《基于机器学习的数控自动编程技术研究与系统开发》文中提出自动编程是计算机根据加工对象信息和加工工艺知识,自动进行数控设备刀路轨迹计算并输出NC文件的技术。目前,自动化编程主要针对CAM原有功能进行集成应用或对特定产品制定专用规则进行自动编程。在加工新产品时,必须通过人工方式对旧编程模板进行大量修改和调整,难以适应加工现场复杂多变的加工环境以及产品快速迭代的加工需求。随着机器学习在各个领域研究的不断深入,以数据推动生产的方式为许多复杂问题提供了新的解决方法和思路。本论文研究CAM编程中的工艺思维与编程逻辑,提出一套以机器学习为核心的自动化编程方法并进行相关系统开发,将历史编程项目中的编程经验应用到新加工对象上,摆脱以往自动编程只能针对特定加工对象的局限,提高系统对复杂模型以及复杂加工环境的适应能力。本文研究基于机器学习的数控自动编程方法的三个关键技术:1、从STEP中获取几何信息并重构基础几何特征数据框架,以特征面凹凸和边界关系为基础设计模型分解规则,同时规划特征之间的加工顺序;从STL中获取三角面片数据,提出改进面积分布算子进行特征识别。2、设计并构建针对特征的工艺模板,并运用机器学习中多分类BP算法,提出从历史编程项目中获取特征矩阵和工艺模板匹配信息的方法,并训练特征与工艺映射模型,为每个特征匹配对应的工艺模板。3、采集历史编程项目中的切削参数信息和相关制造信息,提出预学习权重优化方法提高IPSO-BP算法的拟合性能,并训练切削参数适配模型,根据实际加工环境更新工艺模板中的切削参数信息。基于上述研究成果,采用二次开发的方法,以Powermill为平台,开发基于机器学习的自动编程系统。实现模型分解与特征识别、工艺模板与切削参数的自动匹配、工序的编排、刀具路径的自动计算仿真与NC代码的自动生成功能。

田勇[5](2020)在《基于视觉纠偏的激光切割自动编程系统设计与实现》文中进行了进一步梳理随着激光切割技术的不断发展,切割精度与切割效率逐渐提高,计算机视觉技术也逐步利用到激光切割控制系统中。本文为了解决塑性材料激光切割过程中工件安装产生的误差,引入了视觉处理纠偏技术,开发了基于Open CV视觉处理的激光切割自动编程系统。本文针对塑性材料装夹变形导致激光切割轨迹难以确定问题,将计算机视觉技术运用到激光切割的自动编程系统中,设计了“前台交互+后台处理”的自动编程系统软件架构,实现了具有视觉纠偏处理的自动编程系统。基于DXF文件的格式结构组成实现了工件图纸的解析与存储,运用Open GL绘图工具实现了工件图纸的绘制与显示、视图的平移、旋转、缩放变换,设计了自动编程系统的图形绘制与显示模块。采用OpenCV图像处理技术,通过平面法实现相机的标定,利用图像预处理、形态学处理以及轮廓加速算法获取工件的边缘轮廓,采用多旋转模板匹配算法获取工件的实际位置轴线,通过与工件标准轴线进行对比,计算工件的像素偏差,并采用像素坐标系到物理坐标系的变换,实现了工件安装偏差的计算。根据工件偏差结果,实现图形轨迹进行平移和偏转等几何处理,基于工件DXF文件生成无序的切割轨迹,运用贪心算法实现切割轨迹优化排序,减少无效空行程,生成了G代码切割程序。对自动编程系统的图形绘制与显示模块、视觉纠偏模块进行了功能测试,并将自动编程系统生成的G代码,应用到数控系统中进行激光切割仿真,实现了工件切割轨迹与工件实际安装轨迹吻合度为99.2%,视觉纠偏平移精度达到±0.1mm、旋转精度达到±0.1°,轨迹优化无效行程减少49%,切割效率提高17%。

尚佳策[6](2020)在《飞机舵机壳体数控加工快速编程系统研究与开发》文中研究表明飞机舵机是操纵飞机舵面转动的执行部件,舵机壳体是舵机的重要零件,具有结构复杂、加工特征多和精度要求高的特点。舵机壳体的各类特征通常使用数控加工方式,数控加工编程的效率和质量稳定性将直接影响舵机壳体的生产周期和质量。目前在舵机壳体制造企业中,编程人员根据自身经验知识应用软件手动编制舵机壳体数控程序,重复工作量大,编程效率低下,很多优秀的编程知识无法有效共享和重用,从而影响编程质量的稳定性。针对以上问题,本文研究了飞机舵机壳体数控加工快速编程系统,通过对舵机壳体不同特征的工艺特点进行分析,给出了数控加工快速编程解决方案。课题研究内容如下:(1)舵机壳体数控加工快速编程系统方案设计。结合用户需求,提出系统开发技术方案并依此构建系统总体框架,分析各模块功能和工作流程,以及系统开发实现所需关键技术。(2)舵机壳体孔系特征识别。根据典型孔系加工特征的结构特点进行定义分类,利用自定义属性邻接图对固定加工特征进行表述存储,并基于子图同构算法进行识别;另外,基于模型几何拓扑关系和阀套孔结构特点提出一种针对非固定复杂多阶特征识别方法。(3)舵机壳体数控加工刀轨快速生成。总结现有企业内部舵机壳体加工工艺,对于孔系特征,研究了基于加工特征的工艺自动决策及刀轨生成技术并构建加工知识库;对于外形特征,采用基于加工模板数控编程技术,实现舵机壳体外形加工刀轨快速生成。(4)飞机舵机壳体数控加工快速编程系统开发。基于NX8.5开发飞机舵机壳体数控加工快速编程系统,已在某航空制造企业得到验证,并取得良好结果。

戴蓉蓉[7](2020)在《曲轴数控车削参数化编程系统的研究》文中研究指明曲轴广泛应用到了发动机中,当前国内外很多企业主要使用了车铣复合或多轴加工中心进行曲轴加工。然而,对于我国中小企业工厂来说,曲轴加工设备成本高,降低了效益。另外由于曲轴的零件复杂度较高,只是采取人工数控编程的方式容易出现更多的错误,总体效率不高,导致曲轴生产效率降低。为此,本文以普通数控车床为基础,对曲轴车削参数化编程方法进行深入探讨研究,针对国内中小企业运用普通数控车床加工曲轴中的编程困难,开发了应用于FANUC数控系统平台的曲轴车削参数化编程软件,由此能够解决数控编程中的问题。在本次研究中首先分析了曲轴车削加工技术以及数控系统参数化编程的相关内容,并针对曲轴零件的参数化编程技术进行了详细的研究,分析了参数化编程功能,设计出系统总体功能模块结构。结合成组技术的原理,对曲轴零件特征参数和曲轴车削工艺参数进行分析,提取曲轴零件特征参数和工艺参数,提出了图形辅助的曲轴零件参数输入方法。将成组技术、程序模板技术和参数化编程技术结合起来,使用参数化赋值后自动生成数控加工车削加工宏程序,实现了曲轴数控车削参数化编程统。通过使用Python和VC设计开发工具和技术,应用于FANUC数控系统的曲轴车削加工平台,完成曲轴数控车削参数化编程系统研究和开发。为验证曲轴数控车削参数化编程系统的可行性与准确性,运用VERICUT仿真软件对自动编程的数控加工宏程序进行模拟仿真,验证数控加工程序的正确性。曲轴数控车削参数化编程系统的研究和成功开发,简化了此类数控机床程序的编制,提高了曲轴加工效率。

冯昌源[8](2020)在《机器人自动钻铆系统离线轨迹与姿态优化方法研究》文中研究表明离线编程是机器人自动钻铆系统实现高效、高精度加工的关键环节。本文基于离线编程系统,针对航空部件装配工艺要求以及机器人自动钻铆系统作业特点,从离线优化层面对机器人加工轨迹以及加工姿态进行优化方法研究。主要完成工作有:(1)针对航空部件钻铆装配工艺要求以及机器人自动钻铆系统的作业特点,对机器人加工轨迹以及加工姿态进行了离线优化需求分析;(2)阐述了适用于机器人自动钻铆系统的加工姿态规划方法,提出了具有方向性的加工序列规划方法,并以加工序列为基础,提出了一种最优站位划分方法,解决了复杂装配任务的站位划分问题;(3)为解决最短轨迹优化问题,基于加工序列构建了机器人加工轨迹的非对称TSP数学模型,并提出了一种混合算法,该算法结合了蚁群算法与禁忌搜索算法的优点,可在满足铆接装配工艺要求的前提下,实现机器人加工轨迹的优化求解;(4)针对变曲率曲面制孔的加工姿态修正,本文提出一种加工姿态离线优化方法,该方法以离线编程系统为基础,针对加工姿态修正时以拟合平面法矢代替曲面法矢所产生的法矢偏角进行离线优化,提高了变曲率曲面制孔的垂直度,并通过误差分析,总结了该方法的适用条件;(5)针对面向飞机部件装配的机器人自动钻铆系统,开发了专用型离线编程软件,并将本文所提的规划方法以及离线优化方法集成于离线编程软件中,使该软件具备站位规划、轨迹优化以及加工姿态离线优化的功能。

付文博[9](2019)在《基于激光跟踪技术的自卸车底板自动焊接机器人系统研发》文中指出随着交通运输的发展与道路运力的提升,公路运输用自卸车、半挂车逐渐向轻量化发展,货厢结构尺寸越来越丰富。焊接是自卸车制造过程中重要的加工手段,自卸车底板作为自卸车承重的关键结构件,受其复杂结构影响,多采用人工焊接,但人工焊劳动力成本高、对人体危害大;采用通用机器人焊接示教焊接效率较低,受焊接热变形影响焊枪轨迹易偏离实际焊缝。因此,为了实现自卸车底板的自动焊接加工、保证焊接轨迹稳定性,本课题基于激光跟踪技术,结合离线编程技术与运动控制技术开发了一套自卸车底板自动焊接机器人系统,来解决自卸车底板制造中的自动化难题。为了确定自动焊接实现方法、保证焊接系统满足自卸车底板焊接要求,课题首先研究了自卸车底板的制造工艺及焊缝的特点。在此基础上确定了底板焊接需要采集的位置信息及自卸车底板焊接机器人的焊接工艺,制定了利用关键点离线规划焊接任务的方法和获取点位偏差进行纠偏的焊缝跟踪模式,并对底板焊接路径及任务规划方案研究。为了解决手动编程效率低的问题,建立了自卸车底板焊接的离线编程系统。确定了基于Solidworks二次开发的离线编程软件开发方式,解决了离线编程系统内焊缝识别、焊接任务规划、路径优化、坐标系标定、加工文件生成等问题,可实现对导入三维模型底板的焊接加工文件自动生成。结合底板特征和焊接要求分析了自卸车底板焊接机器人的机械结构与控制系统硬件构成。确定了龙门直角坐标式机械结构及两点激光跟踪方式,建立了以运动控制器为核心的底板焊接控制系统方案,并对伺服驱动接口与I/O接口电路进行了设计。在控制系统方案基础上确定了激光跟踪器安装方式,完成激光跟踪焊缝识别及轨迹纠偏研究,提出了斜率判断与偏差计算的激光数据处理方式,解决了系统中偏差获取、校正以及与离线加工程序融合的问题,以提高焊接精度,减少自卸车底板焊接中工件误差、定位误差以及焊接时热变形影响。在运动控制、焊缝跟踪、离线编程系统上,完成控制系统软件开发,研究了数控系统中数控代码的编译方式和自动加工模块的纠偏功能实现方法,设计了人机界面,建立了可导入离线程序的龙门式自卸车底板焊接机器人数控焊接系统。通过自卸车底板焊接机器人焊接实验,验证了机器人系统自动焊接功能完整性,焊接效果表明采用本系统可以实现预定的自动焊接功能,焊接质量良好。

陈文旭[10](2019)在《基于NX的汽车覆盖件模具数控自动编程系统研究》文中研究表明数控编程是数控加工过程中的重要步骤。数控编程通过分析零件图样,来确定加工工艺过程并计算走刀轨迹,从而得出刀位数据。对于较为复杂的零件,数控编程可以提高工作效率,缩短了编程周期,同时可以通过刀轨检测等方法来提高编程质量,从而可以避免大多数情况下在实际生产中由于编程错误而产生的零件报废等经济损失以及由此可能产生的安全问题。数控编程的结果是直接影响零件加工质量的关键因素。编程人员在使用目前主流的数控编程软件时,通常会经过大量的人机交互过程,因此需要编程人员有丰富的加工经验。而且采用此种方法,不仅编程效率低,更重要的是操作过程重复繁琐,同时由于人工操作,加工方案选择、参数设置等环节经常可能出现错误。汽车覆盖件模具中加工零件数量众多,且尺寸大小各不相同,不同编程人员对于同一零件可能会采用不一样的加工方式并且设定的加工参数也可能大相径庭。所以避免上述情况的发生,本文对大量汽车覆盖件模具实例进行研究,从而实现了一种基于NX平台下特征识别的数控自动编程系统。该系统从模具整体装配模型入手,将装配中零件间几何关系等对后续数控编程有意义的信息进行提取整合,并将这些信息完整地过渡到CAM模块中,实现了CAD和CAM间的信息沟通与共享。该自动编程系统分为模型前处理模块、特征识别模块、自动编程模块和机床模拟仿真模块四大模块。模型前处理模块基于模具的装配明细表识别出加工零件,并且将加工零件上的加工面与非加工零件进行位置匹配。自动识别模块使用基于图的特征识别方法,根据模型的几何信息和拓扑信息构建加工面属性邻接图,然后分解邻接图,得到孤立顶点和只有凹连接的特征子图,将子图与预定义的特征进行匹配识别。每种加工特征都对应多套加工模板,这些加工模板都由经验丰富的编程人员进行设定,模板中包含了加工所用刀具、加工方式、各种加工参数等可以在编程前提前设定好的内容,从而能够保证不同编程人员对同一零件使用的加工方案相同。给这些加工模板设定优先级,并按照优先级从高到低的顺序进行排序。在自动编程时,从最高优先级的模板开始生成加工程序,并用机床模拟仿真模块对生成的刀轨进行模拟,如果出现过切或者碰撞等问题,则采用下一优先级模板,直到通过模拟仿真为止。机床模拟仿真模块对实际加工中的机床和刀具进行了完全模拟,提高模拟结果的准确性。经过实际验证,对于常见的汽车覆盖件模具零件,自动编程采用的加工工艺方案基本合理,有效地改善了加工程序的准确性,并且显着提高了编程效率。

二、数控加工中心辅助编程系统的开发(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、数控加工中心辅助编程系统的开发(论文提纲范文)

(1)大型铸锻件机器人修型加工离线自动编程研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题综述
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 国外机器人研究现状
        1.2.2 国内机器人的研究现状
    1.3 课题研究的目的及主要内容
        1.3.1 课题研究的目的
        1.3.2 研究的主要内容
    1.4 本章小结
第2章 机器人自动编程系统的方案设计研究
    2.1 离线自动编程系统需求分析
        2.1.1 需求分析
        2.1.2 系统方案设计
    2.2 系统开发环境选择
    2.3 系统模块设计
    2.4 本章小结
第3章 工业机器人运动学分析
    3.1 机器人位姿描述
        3.1.1 机器人末端姿态描述
        3.1.2 位姿描述
        3.1.3 齐次坐标变换
        3.1.4 连杆变换矩阵
    3.2 机器人运动学正解
    3.3 机器人运动学逆解
        3.3.1 机器人运动学正解验证
        3.3.2 机器人运动学逆解验证
    3.4 旋转矩阵的欧拉角表示
    3.5 机器人运动学模块实现
        3.5.1 单个机器人运动学求解
        3.5.2 多个运动学求解验证
    3.6 机器人关节运动分析
        3.6.1 机器人速度雅可比矩阵
        3.6.2 机器人关节速度分析
        3.6.3 机器人关节加速度分析
    3.7 本章小结
第4章 机器人自动编程平台关键模块实现
    4.1 NC加工程序的分析
        4.1.1 NC文件生成
        4.1.2 NC文件结构
        4.1.3 NC文件指令解析
    4.2 工业机器人指令解析
    4.3 机器人坐标系关系
    4.4 机器人运动指令生成
        4.4.1 位置点信息提取
        4.4.2 直线插补指令坐标处理
        4.4.3 圆弧插补指令坐标处理
    4.5 刀具误差补偿
    4.6 本章小结
第5章 机器人离线编程的实现与验证
    5.1 简单曲线运动验证
        5.1.1 简单曲线轨迹优化
        5.1.2 仿真验证
    5.2 复杂空间曲线验证
    5.3 本章小结
总结与展望
    全文总结
    展望
参考文献
致谢
附录 A 相关MATLAB及 Python程序

(2)基于复合式镗铣加工中心的箱体零件数控仿真加工技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 研究背景及现状
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 国内外研究现状
    1.3 研究意义及目的
    1.4 论文主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 基于复合式镗铣加工中心的箱体类零件的加工工艺规划
    2.1 加工中心工艺方案的特点
    2.2 箱体零件工艺性分析
        2.2.1 加工特征的分类
        2.2.2 结构特点
        2.2.3 定位基准分析
    2.3 工艺路线设计
        2.3.1 工艺路线设计基本原则
        2.3.2 加工方法的选择
        2.3.3 加工工序的划分
    2.4 本章小结
第3章 基于遗传算法的加工工序优化
    3.1 遗传算法简介
    3.2 遗传算法特点
    3.3 优化过程
        3.3.1 工步序列目标函数构造
        3.3.2 基于基因编码表示的工步序列
        3.3.3 合理工步序列的生成
        3.3.4 工步序列优化过程
    3.4 应用实例
    3.5 本章小结
第4章 基于PowerMILL的自动化编程系统开发
    4.1 PowerMILL简介
    4.2 PowerMILL宏命令的分析
    4.3 PowerMILL的二次开发
    4.4 本章小结
第5章 自动编程实例与仿真
    5.1 自定义快捷菜单
    5.2 自动编程实例
    5.3 仿真部分
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢

(3)基于特征技术的木工数控编程研究及系统开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 基于特征的数控编程技术研究现状
        1.2.2 木工数控编程技术研究现状
    1.3 课题研究方法与内容
第二章 木工构件的特征分析
    2.1 木工构件的组合分析
        2.1.1 单特征组合
        2.1.2 多特征组合
    2.2 木工构件的特征分析
        2.2.1 简单特征
        2.2.2 复合特征
    2.3 木工构件的特征分解
        2.3.1 特征分解
        2.3.2 基础特征集
    2.4 木工构件的榫头特征分析
        2.4.1 榫头类型
        2.4.2 榫头特征
    2.5 木工构件的榫头特征信息描述
        2.5.1 特征信息
        2.5.2 面向对象的特征信息描述
        2.5.3 特征的数据结构规划
    2.6 本章小结
第三章 木工构件的加工工艺分析与特征描述
    3.1 木工构件的加工工艺分析
        3.1.1 工艺性分析
        3.1.2 加工工艺参数
    3.2 木工构件的刀具工艺分析
        3.2.1 刀具配置
        3.2.2 刀具参数
        3.2.3 刀具数据结构
        3.2.4 刀具使用分析
    3.3 木工构件的特征轨迹规划
        3.3.1 形切刀路轨迹
        3.3.2 环形刀路轨迹
        3.3.3 复合刀路轨迹
    3.4 木工构件特征的工艺过程描述
    3.5 本章小结
第四章 木工数控自动编程系统设计与算法规划
    4.1 木工系统功能模块规划与设计
        4.1.1 系统特征建模、特征树与特征数据关系
        4.1.2 系统特征与加工工艺规划
        4.1.3 系统特征参数化设计
    4.2 木工系统算法规划
        4.2.1 坐标点转换算法
        4.2.2 加工方向判别算法
        4.2.3 计算定位边交点算法
    4.3 木工系统数据存储与输出
    4.4 本章小结
第五章 木工数控机床仿真与数据处理算法研究
    5.1 木工机床的机构运动研究
        5.1.1 木工机床概述
        5.1.2 木工机床坐标系变换
        5.1.3 木工机床加工仿真分析
    5.2 后置处理算法
        5.2.1 后置处理计算
        5.2.2 格式转换
    5.3 本章小结
第6章 木工数控自动编程系统的实现
    6.1 系统开发原理
        6.1.1 Solid Works二次开发原理
        6.1.2 MFC与动态链接库
    6.2 系统的总体设计
        6.2.1 系统需求分析
        6.2.2 系统架构设计
    6.3 系统模块的实现
        6.3.1 文件管理模块
        6.3.2 系统设置模块
        6.3.3 特征模块
        6.3.4 加工仿真模块
        6.3.5 后置处理模块
        6.3.6 人机交互界面
    6.4 现场应用
    6.5 本章小结
第7章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的主要研究成果
致谢

(4)基于机器学习的数控自动编程技术研究与系统开发(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 数控自动编程技术
        1.1.1 自动编程简介
        1.1.2 自动编程在制造系统中的作用与地位
        1.1.3 自动编程发展趋势分析
    1.2 国内外自动编程研究概况
        1.2.1 特征识别技术研究现状
        1.2.2 工艺规划技术研究现状
        1.2.3 机器学习在自动编程领域研究情况
    1.3 课题研究的主要内容
        1.3.1 基于机器学习的自动编程系统
        1.3.2 课题来源与章节结构
第二章 模型分解与特征识别
    2.1 模型分解与加工顺序规划
        2.1.1 模型分解与加工顺序规划原理
        2.1.2 基础几何特征框架构建
        2.1.3 特征面凹凸关系计算
        2.1.4 模型整体分解与复合特征加工顺序规划
        2.1.5 复合特征分解与元特征加工顺序规划
    2.2 特征类型识别
        2.2.1 工艺特征识别需求
        2.2.2 改进面积分布算子特征匹配方法
        2.2.3 面积分布算子原理与作用分析
        2.2.4 特征识别实例
    2.3 本章小结
第三章 基于机器学习的特征与工艺映射
    3.1 特征工艺模板库
        3.1.1 特征工艺模板概念
        3.1.2 工艺模板组成
        3.1.3 工艺模板制定
        3.1.4 工艺模板数据存储
    3.2 特征与工艺映射模型
        3.2.1 机器学习的特征与工艺映射方法
        3.2.2 BP算法多分类原理
        3.2.3 训练集输入特征矩阵计算
        3.2.4 训练集输出历史映射信息采集
        3.2.5 映射模型训练方法
    3.3 特征与工艺映射示例
    3.4 本章小结
第四章 基于机器学习的切削参数适配
    4.1 切削参数训练集构建
        4.1.1 切削参数评价体系
        4.1.2 训练集信息采集
        4.1.3 训练集数据预处理
    4.2 IPSO改进粒子群算法
        4.2.1 IPSO算法原理
        4.2.2 预学习权重优化
    4.3 切削参数适配模型训练与应用
        4.3.1 切削参数适配模型
        4.3.2 模型训练方法
        4.3.3 适配结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 数控自动编程系统的设计与实现
    5.1 系统体系架构与开发环境
        5.1.1 系统需求分析
        5.1.2 系统体系架构
        5.1.3 系统开发环境
    5.2 系统重要模块实现
        5.2.1 工艺模板生成模块
        5.2.2 映射关系记录模块
        5.2.3 切削参数提取模块
        5.2.4 机器学习模型生成模块
        5.2.5 加工编程模块
    5.3 应用实例分析
    5.4 应用效果分析
        5.4.1 操作便捷性分析
        5.4.2 编程效率分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的主要研究成果
致谢
附录一
附录二

(5)基于视觉纠偏的激光切割自动编程系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题的来源
    1.2 课题的研究背景和意义
    1.3 激光切割自动编程系统国内外研究现状
    1.4 课题的主要研究内容
2 基于视觉纠偏的激光切割自动编程系统总体设计
    2.1 视觉纠偏自动编程系统功能需求分析
    2.2 视觉纠偏自动编程系统方案设计
    2.3 视觉纠偏自动编程系统关键模块研究
    2.4 本章小结
3 基于Open CV图像处理的视觉纠偏模块设计
    3.1 视觉相机标定与工件图像矫正
    3.2 工件轮廓的识别与提取
    3.3 工件实际轴线位置的确定
    3.4 工件安装的物理偏差计算
    3.5 本章小结
4 基于贪心算法的切割路径生成与优化
    4.1 激光切割工件图纸信息的处理
    4.2 基于贪心算法的激光切割轨迹生成与优化
    4.3 激光切割工件G代码的生成
    4.4 本章小结
5 基于Qt的自动编程系统软件设计与实现
    5.1 基于OPENCV和 QT的开发环境搭建
    5.2 自动编程系统交互界面的设计与实现
    5.3 工件图形显示与交互窗口设计与实现
    5.4 本章小结
6 自动编程系统测试与分析
    6.1 仿真测试平台搭建
    6.2 测试内容与结果分析
    6.3 本章小结
7 总结与展望
致谢
参考文献
附录 攻读学位期间申请的专利

(6)飞机舵机壳体数控加工快速编程系统研究与开发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 课题相关技术的研究现状
        1.2.1 CAD/CAPP/CAM技术研究现状
        1.2.2 特征识别技术研究现状
        1.2.3 基于特征的数控编程技术研究现状
    1.3 课题来源与研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究内容
    1.4 章节安排
第二章 舵机壳体数控加工快速编程系统方案设计
    2.1 需求分析
    2.2 舵机壳体快速编程系统总体框架
    2.3 系统工作流程
    2.4 系统关键技术
    2.5 本章小结
第三章 舵机壳体孔系加工特征识别
    3.1 舵机壳体特征分类定义
        3.1.1 舵机壳体孔系特征分类
        3.1.2 孔系特征定义
    3.2 舵机壳体固定加工特征表述与存储
        3.2.1 几何信息提取
        3.2.2 属性邻接图概述
        3.2.3 固定加工特征表述
        3.2.4 固定加工特征存储
    3.3 固定加工特征识别
        3.3.1 图匹配算法概述
        3.3.2 基于子图同构算法的固定加工特征识别算法
        3.3.3 匹配点对判断
    3.4 非固定复杂多阶特征识别
    3.5 加工特征库创建
    3.6 本章小结
第四章 舵机壳体数控加工刀轨快速生成
    4.1 飞机舵机壳体加工特点及加工工艺分析
        4.1.1 舵机壳体加工特点
        4.1.2 舵机壳体加工工艺
    4.2 孔系特征刀轨快速生成
        4.2.1 工艺自动决策及刀轨生成流程
        4.2.2 加工规则定义
        4.2.3 工艺自动决策
        4.2.4 加工知识库构建及孔系特征刀轨生成
    4.3 外形特征刀轨快速生成
        4.3.1 加工模板概述
        4.3.2 加工模板建立
        4.3.3 基于加工模板的外形特征刀轨生成
    4.4 本章小结
第五章 飞机舵机壳体数控加工快速编程系统实现
    5.1 系统开发环境及开发工具
    5.2 舵机壳体数控加工快速编程系统结构
    5.3 系统各模块功能实现
        5.3.1 编程环境预设置模块
        5.3.2 特征识别模块
        5.3.3 刀轨生成模块
    5.4 舵机壳体数控加工快速编程系统的应用效果
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(7)曲轴数控车削参数化编程系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 曲轴加工技术的国内外研究
    1.3 课题研究的目的和意义
    1.4 课题研究主要内容
    1.5 本章小结
2 曲轴数控车削参数化编程方法
    2.1 参数化数控编程的发展及方法
        2.1.1 数控编程的基本概念
        2.1.2 数控编程的方法
        2.1.3 参数化编程的原理及方法
    2.2 曲轴数控车削参数化编程技术的可行性
        2.2.1 参数化编程的数控系统
        2.2.2 基于FANUC数控系统的参数化编程方法
    2.3 参数化编程功能分析
        2.3.1 用户需求分析
        2.3.2 曲轴零件的参数提取
    2.4 系统总体设计
    2.5 本章小结
3 曲轴零件的几何参数分析和车削工艺参数分析
    3.1 成组技术概述
        3.1.1 成组技术的基本概念
        3.1.2 成组技术的基本原理
        3.1.3 生产流程分析法
    3.2 基于成组技术的曲轴分析
        3.2.1 曲轴零件的材料
        3.2.2 曲轴零件的结构
        3.2.3 基于成组技术的曲轴结构分析
    3.3 基于成组技术的曲轴车削工艺分析
        3.3.1 曲轴加工工艺流程
        3.3.2 基于成组技术的曲轴车削工艺分析
    3.4 曲轴零件的编码
    3.5 曲轴参数化输入
        3.5.1 曲轴几何参数的输入
        3.5.2 曲轴工艺参数的输入
    3.6 本章小结
4 曲轴数控车削自动编程系统的设计与实现
    4.1 软件界面的设计原则
    4.2 参数化编程系统主要功能模块
    4.3 参数化编程系统功能介绍
    4.4 本章小结
5 曲轴数控车削参数化系统程序的实例及仿真
    5.1 VERICUT数控仿真技术
    5.2 曲轴车削加工程序的实例仿真过程
        5.2.1 曲轴车削仿真前处理
        5.2.2 曲轴车削仿真过程监控
    5.3 曲轴车削仿真处理分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢

(8)机器人自动钻铆系统离线轨迹与姿态优化方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 自动钻铆技术
        1.2.2 离线编程技术
        1.2.3 机器人自动钻铆轨迹规划技术
        1.2.4 姿态误差修正技术
    1.3 论文结构与主要内容介绍
第二章 机器人自动钻铆系统加工轨迹及姿态优化需求分析
    2.1 引言
    2.2 机器人自动钻铆系统
        2.2.1 机器人自动钻铆系统组成
        2.2.2 系统工作流程
    2.3 离线编程系统
        2.3.1 工艺数模建立
        2.3.2 加工任务规划
        2.3.3 加工任务仿真
    2.4 机器人自动钻铆离线优化需求分析
        2.4.1 机器人加工轨迹离线优化需求分析
        2.4.2 机器人加工姿态离线优化需求分析
    2.5 本章小结
第三章 机器人加工轨迹离线优化
    3.1 引言
    3.2 轨迹规划方案
    3.3 机器人加工轨迹规划
        3.3.1 产品工艺数模
        3.3.2 加工姿态规划
        3.3.3 加工序列规划
    3.4 地轨站位划分方法
        3.4.1 机器人加工站位标定
        3.4.2 机器人加工站位规划
        3.4.3 加工站位规划方法仿真试验
    3.5 加工轨迹优化方法
        3.5.1 加工轨迹优化模型分析
        3.5.2 TSP问题求解方法
        3.5.3 基于蚁群与禁忌搜索混合算法
        3.5.4 蚁群禁忌搜索混合算法优越性验证
        3.5.5 蚁群禁忌搜索混合算法对非对称TSP问题求解
    3.6 本章小结
第四章 基于离线编程的机器人加工姿态离线优化
    4.1 引言
    4.2 激光非接触式加工姿态修正方法分析
        4.2.1 激光位移传感器标定
        4.2.2 加工姿态修正
        4.2.3 变曲率曲面制孔加工姿态修正误差分析
    4.3 加工姿态离线优化原理
        4.3.1 法矢偏角获取
        4.3.2 法矢偏角补偿
    4.4 误差分析
        4.4.1 激光位移传感器标定误差影响分析
        4.4.2 机器人绝对定位精度影响分析
    4.5 机器人加工姿态离线优化试验
        4.5.1 离线优化试验平台
        4.5.2 试验步骤及试验结果
    4.6 本章小结
第五章 离线编程软件及任务仿真
    5.1 引言
    5.2 离线编程软件
        5.2.1 开发平台以及开发工具
        5.2.2 离线编程软件架构
        5.2.3 离线编程软件功能
    5.3 加工任务仿真
        5.3.1 仿真任务建立
        5.3.2 干涉碰撞检测及修正
        5.3.3 加工任务输出
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(9)基于激光跟踪技术的自卸车底板自动焊接机器人系统研发(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 自卸车底板焊接机器人的研究现状
    1.3 离线编程系统研究现状
    1.4 焊缝跟踪技术研究现状
    1.5 运动控制技术研究现状
    1.6 主要研究内容
第二章 自卸车底板焊接路径研究
    2.1 自卸车底板特征分析
    2.2 自卸车底板焊缝分析
    2.3 自卸车底板焊缝自动焊接规则研究
        2.3.1 纵梁焊缝的焊接规则
        2.3.2 横梁焊缝的焊接规则
        2.3.3 总体焊接顺序
    2.4 本章小结
第三章 自卸车底板焊接离线编程软件的设计
    3.1 离线编程软件总体设计
    3.2 底板模型参数管理与参数化设计
        3.2.1 底板模型参数管理
        3.2.2 底板模型的参数化设计
    3.3 焊缝轨迹提取规划及输出
        3.3.1 自卸车底板焊缝的提取
        3.3.2 焊接路径规划
        3.3.3 坐标位置变换
        3.3.4 焊接路径输出
    3.4 本章小结
第四章 自卸车底板焊接机器人控制系统研究
    4.1 焊接机器人机械结构分析
    4.2 焊接机器人控制系统整体方案设计
    4.3 焊接机器人硬件接口电路设计
        4.3.1 伺服接口电路设计
        4.3.2 I/O接口电路设计
    4.4 本章小结
第五章 基于激光跟踪的纵梁焊缝纠偏系统研究
    5.1 激光跟踪器纠偏原理
    5.2 激光跟踪器的选型安装
        5.2.1 激光器安装方式
        5.2.2 激光器标定
    5.3 激光纠偏算法的实现
        5.3.1 坐标系标定与参考点设置
        5.3.2 偏差的计算
        5.3.3 基于幅值与斜率变化的特征点判断
    5.4 本章小结
第六章 自卸车底板焊接机器人数控平台设计
    6.1 焊接机器人数控系统总体设计
    6.2 NC代码的编译过程
    6.3 人机界面及功能模块设计
        6.3.1 主界面
        6.3.2 示教编辑界面
        6.3.3 自动加工界面
        6.3.4 I/O诊断界面
        6.3.5 加工参数界面
        6.3.6 系统参数界面
    6.4 本章小结
第七章 自卸车底板焊接机器人焊接实验
    7.1 自卸车底板焊接机器人焊接实验条件
        7.1.1 自卸车底板焊接实验设备
        7.1.2 自卸车底板焊接实验材料
    7.2 自动焊接实验过程
        7.2.1 自卸车底板模型的离线编程实验
        7.2.2 加工工艺参数设置
        7.2.3 自卸车底板自动焊接实验
        7.2.4 焊接实验结果与分析
    7.3 结论
    7.4 本章小结
第八章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 展望
参考文献
致谢
附录

(10)基于NX的汽车覆盖件模具数控自动编程系统研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景与意义
    1.3 本领域研究现状
    1.4 本文研究内容
2 基于NX的自动编程系统设计与实现
    2.1 引言
    2.2 系统框架与开发环境
    2.3 数据存储与访问层
    2.4 业务逻辑层
    2.5 界面表示层
    2.6 本章小结
3 自动编程系统关键技术研究
    3.1 引言
    3.2 基于图的特征识别算法
    3.3 本章小结
4 系统介绍与应用实例
    4.1 引言
    4.2 自动编程流程介绍
    4.3 系统应用实例
    4.4 应用效果分析
    4.5 本章小结
5 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献

四、数控加工中心辅助编程系统的开发(论文参考文献)

  • [1]大型铸锻件机器人修型加工离线自动编程研究[D]. 冯飞翔. 兰州理工大学, 2021(01)
  • [2]基于复合式镗铣加工中心的箱体零件数控仿真加工技术研究[D]. 于昊. 沈阳理工大学, 2021(01)
  • [3]基于特征技术的木工数控编程研究及系统开发[D]. 韩金刚. 广州大学, 2020(02)
  • [4]基于机器学习的数控自动编程技术研究与系统开发[D]. 李俊铭. 广州大学, 2020(02)
  • [5]基于视觉纠偏的激光切割自动编程系统设计与实现[D]. 田勇. 华中科技大学, 2020(01)
  • [6]飞机舵机壳体数控加工快速编程系统研究与开发[D]. 尚佳策. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [7]曲轴数控车削参数化编程系统的研究[D]. 戴蓉蓉. 西华大学, 2020(01)
  • [8]机器人自动钻铆系统离线轨迹与姿态优化方法研究[D]. 冯昌源. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [9]基于激光跟踪技术的自卸车底板自动焊接机器人系统研发[D]. 付文博. 济南大学, 2019(01)
  • [10]基于NX的汽车覆盖件模具数控自动编程系统研究[D]. 陈文旭. 华中科技大学, 2019(03)

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数控加工中心辅助编程系统的研制
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