韩传华[1]2004年在《数控圆管切割机自动编程系统的开发》文中研究说明数控圆管切割机的发展日益成熟,逐渐成为圆管加工的主要方法。目前圆管切割机的编程方式以手工为主,需要人工计算出各个参数。这种方法效率低,工作量大,容易出错。采用计算机软件来辅助编程可解决上述问题。 圆管的数控切割包括切割接头和切割孔两种。武汉大学机械系研制的GGKW系列切割机是采用圆柱坐标系的卧式数控切割机,可加工多种形式的接头和孔。本论文基于这种切割机开发了自动编程系统。 AutoCAD具有开放式的体系结构,它提供了多种二次开发工具。ADS、AutoLISP、VBA、ObjectARX等工具有各自不同的特点。其中ObjectARX是一个全新的面向对象的开发工具,在程序的运行速度、通用性和功能上都是很强大的。本论文介绍了利用ObiectARX进行编程的基本方法和技术以及AutoCAD菜单的定制方法。 本论文的图形编程软件是利用ObjectARX和Visual C++相结合进行开发的,用于圆管接头的编程。该软件直接读取图形文件,通过扩展数据和扩展记录来保存管子的尺寸数据,通过管子的轴线位置来获得管子的位置。用户在设置了管子规格后,用鼠标选择管子轴线即可生成数控程序。 本论文还用Visual C++开发工具编制了孔群编程软件。它用于在圆管上切割多个孔时的数控编程。它提供一个对话框界面,用户只需输入各个孔的位置和尺寸,软件计算以后就能生成数控程序。 本论文研究的自动编程系统较好的解决了数控圆管切割机的编程问题,具有重要的意义。
王姗姗[2]2013年在《基于UG二次开发技术的空间切割轨迹数据提取的研究》文中认为随着CAD/CAM技术的广泛应用，数控编程技术在目前CAD/CAM系统中越来越受到重视，它不仅能够提高工业自动化水平，而且在提高加工精度和缩短生产周期等方面发挥了巨大作用。基于图形的数控编程系统在工业生产制造中发挥着重要作用。本文以工程中常见的平板坡口和圆管相贯模型为实例，针对提取空间切割轨迹数据的自动编程系统进行研究，解决空间复杂加工轨迹等问题。本文首先针对从UG中导出的DXF格式的二维数控图形文件进行信息提取。对DXF二维图形文件进行剖析并编写代码，采用面向对象的编程方法在Visual C++6.0平台上创建了DXF文件的数据接口，对DXF文件中的图元信息进行提取。通过轮廓识别算法进行轮廓的有序化，在此基础上识别坡口线，对坡口线进行有序地提取，并对坡口数据进行插补，生成机器人切割轨迹序列。通过对数据的仿真研究，确保数据无误后，将其转化为脉冲发送到切割设备执行切割任务。本文主要目标是结合叁维零件的特点，为实现解决曲面实体的空间加工轨迹问题来研究开发自动编程系统。基于Visual C++6.0平台，利用其与UG二次开发工具UG/OpenAPI接口进行编程，在UG环境下提取数控切割所需的数据信息。根据系统的功能需求进行总体结构设计，对系统功能进行模块化介绍，并对各模块中所应用的技术进行详细的分析。本系统将各种CAD软件中建立的实体模型导入到UG环境中，并利用UG/OpenAPI函数进行编程，针对实体模型的面和位于面上的曲线对象进行操作，提取出实体表面上待切割曲线上点的叁维坐标值和法矢量，并计算两个相交曲面在相交线上每一点处的二面角，最终获得空间切割轨迹。本文最后将提取的数据与理论数据进行了比对，验证了系统的正确性。本文提出的方法具有通用性强、准确性高等特点。
王尧[3]2012年在《基于ObjectARX的管端叁维模型数据生成与提取研究》文中认为管材是大型设备建造、运输管道铺设、桥梁搭建及房屋建设等建筑行业中不可或缺的应用材料。在很多领域中甚至有着大量的需求，例如，北京鸟巢体育馆的建造。整个“鸟巢”的框架结构都是由钢管拼接而成。通常生产出来的管材不能直接投入应用，大多要沿着管材之间造型拼接后形成的相贯轨迹（即相贯线）进行切割，以便使切割后的管材可以组合成各种需要的造型形式。因此圆管切割机也就有着非常广泛的应用，其开发工作也是不可避免的。开发圆管切割机的难点在于如何快捷方便的生成圆管拼接的实物造型，以及如何获取圆管切割所需要的重要数据。相关的切割数据包括圆管拼接后其表面形成的相贯线数据，因为大多数切割后的圆管需要通过焊接工艺进行拼接，圆管的切割还要考虑预留焊接坡口，所以坡口角数据也是必不可少的。如何根据设计数据生成直观的叁维实物模型，怎样快速获取圆管切割所需要的相贯线、坡口角等重要数据是圆管切割机开发工作中迫切需要解决的问题。本文主要讨论的就是如何在避免人工计算的前提下，利用AutoCAD二次开发技术方便快捷的创建叁维实物模型，并生成提取相贯线、坡口角等重要切割数据等相关问题。起初，在圆管切割的过程中充斥着大量的计算，相贯线、坡口角等切割数据都是通过人工计算的方式获得的。在计算公式简单、计算量较小、管型单一、搭建情况不复杂的情况下，人工计算获得切割数据还是可以的。但是当情况相反或者所需公式中一些变量难以求解的时候，人工编程就不再满足现实需求了。本文针对相贯线、坡口角等数据人工编程求取困难的问题，研究了一种利用AutoCAD二次开发技术，快捷的根据造型数据生成叁维实物模型，并提取相贯线、坡口角等重要焊切割数据的自动编程方法。通过自动编程的方法生成切割数据，可以尽可能的避免人工参与，提高了编程效率的同时也提高了数据求取的精确度。本文以VC6.0作为编译环境，并以ObjectARX为AutoCAD的二次开发工具。AutoCAD是由Autodesk公司研发的计算机辅助设计软件，作为一款优质的图形编辑软件在国际上有着非常广泛的应用，因此，以AutoCAD为平台开发出的自动编程系统具有良好的通用性。二次开发工具ObjectARX与AutoCAD程序共享计算机内存空间，在程序的控制力与命令执行的速度上具有其它二次开发工具不可比拟的优势。本文将该系统划分为几个模块：叁维管件生成搭建模块、管件及子实体选择模块、相贯线数据生成提取模块、坡口角数据生成提取模块。VC6.0作为编译环境，能够充分体现出面向对象式程序开发的特点，用不同的类对各个模块进行封装，保证各模块功能完整实现的同时也保证了程序运行的安全性，只有经过授权的对象才能访问某个模块的内部数据，其它对象不能随意对模块内部数据进行变更，有效的避免了程序相互之间的意外影响，大大增强了编制程序的健壮性。本文完成了对相贯线、坡口角等重要圆管切割数据生成提取的研究工作，并形成了相应的自动提取系统，可以方便快捷的完成圆管叁维实物模型的搭建，相贯线、坡口角等数据生成提取功能。
刘国梁[4]2006年在《基于ObjectARX的数控图形编程系统的软件设计》文中认为在船舶建造工业中使用切割机时，手工计算空间曲线坐标效率低下。本文介绍了一套利用ObjectARX和VC++开发的CAD图形编程系统。该系统可以自动计算出壳体上开孔和圆管端头切割时所需空间曲线的坐标。 本文完成了图形编程系统的软件设计，详细介绍了基于ObjectARX的叁维建模方法，利用ObjectARX编程技术实现参数化二维和叁维图形的自动生成，并提出了相交法和投影法。将这两种方法获取的空间曲线数据与手工计算获取的数据进行对比分析，结果表明该图形编程系统精度高，效率快，更有效地满足实际应用。
谢瑾瑜[5]2012年在《可重构相贯线切割机床的设计及控制软件的开发》文中研究表明可重构制造系统是先进制造领域的发展方向,代表了以多品种小批量为特征的市场需求。对于大型多几何体相贯钢结构切割而言,需要建立的是可重构管道切割系统。而其中最能体现其可重构性的就是相贯线切割机床及可重构相贯线切割控制系统。因此,本文针对大型多几何体相贯钢结构中最为普遍的圆管、圆锥管和矩形管的相贯线切割,提出了一种可重构数控切割机床构型设计方法,并研发了与之相匹配的可重构相贯线切割控制软件。论文第二章研究了可重构相贯线切割机床的构型设计方法。根据FBS和AD公理化设计建立了一种改进的FBS设计方法,基于商空间分析方法,将加工运动分解为工件运动的李群描述和割枪运动的李群描述,从而得到了所有可能的构型组合方式。然后根据Pugh矩阵进行拓扑优化,而后采用齐次变换矩阵的求解方法,对优化构型建立运动学方程实现支链的运动类型,最终得到最优的模块机床。论文第叁章针对相贯线切割任务的求解方法进行探讨。通过从完善相贯线求解模块库和从利用图形编程技术对相贯线求解两个方面对可重构管道切割系统的相贯线轨迹生成模块进行了研究,并对这两种方法的优缺点进行了比较。论文第四章具体描述了可重构管道切割系统相贯线切割轨迹生成模块的实现方法及软件平台。
赵龙[6]2008年在《相贯线切割机数控仿真系统的研究》文中认为随着我国经济的飞速发展和工业化进程的进一步加快,管材的应用已经逐步扩展到建筑、机械、汽车、造船、石油等众多行业。管材在使用前需要通过数控切割机进行精确切割以保证切割后的焊接质量和性能,因此,要求割炬在切割时严格按照其相贯线来进行,并根据需要预留出一定角度的坡口。本论文搭建了以“NC嵌入PC”式结构为系统框架、以运动控制卡为核心的数控硬件系统。该系统由工控机、PMAC卡、I/O接口、A/D转换器和伺服电机等部件组成,具有强大的伺服能力、高度的灵活性和良好的可靠性。按照模块化思想对CNC软件进行了功能设计,其中仿真功能作为其核心功能是现代先进数控技术发展的标志之一。对割炬的运动学规律展开了深入的研究,并利用线性代数学和空间解析几何学等知识建立了相交两管之间的相贯线数学模型和具有任意角度的相交两管之间的相贯线数学模型。此外,还对切割过程中与坡口相关的各个参数进行了详细的数学分析,其中坡口角度是严格按照美国石油协会规定进行计算的。在充分研究仿真算法的基础上,利用VC++和OpenGL设计并开发了切割机仿真软件,实现了CNC软件的仿真功能。该软件通过人机界面提供的各项参数自动计算出切割过程中所需要的各种数据,并利用这些数据完成了切割轨迹的动态仿真,为进一步开发切割机控制软件创造了重要前提。
陆尧[7]2016年在《机器人马鞍形切割变坡口优化设计与试验研究》文中研究指明本文在研究了离线编程技术的发展与现状的基础上,对船用管管正交马鞍形的切割进行了研究。现阶段,在船舶行业的马鞍形切割加工中,人工切割加工仍然存在,但是切割加工的主要工作已经转交给了数控切割机。人工加工马鞍形耗时耗力,对工人要求很高,如今只是在一些简单、少量的切割加工中出现。采用数控切割机进行切割作业确实能够快捷、方便地加工马鞍形,但是没有后期升级的空间,对企业的可持续发展与科技创新是不利的。针对骑座式正交马鞍形,本文采用KUKA机器人切割系统进行切割。前期准备工作如下:制作安装夹具、校枪、建立外部轴的同步、建立base坐标系;在切割系统中,设计了电磁阀控制电路,控制切割火焰。本课题研究期间主要做了如下工作并得到了相关结论:(1)建立正交马鞍形模型与坡口角度模型,求解出马鞍形的数学表达式,依据主管与支管对应的圆心角的余弦值的乘积的正负,获得不同的坡口角与实际切割角;(2)利用VS平台,采用VB语言编写离线计算软件;利用MATLAB软件对计算结果进行仿真,验证了马鞍形切割点的准确性,证明了离线计算软件是可行的;(3)综合分析机器人运动指令的特点与适用情形,结合实际,选用circle指令与line指令交替的混合指令作为切割点的运动指令,其它安全点语句选用PTP指令;(4)本文选用机器人氧乙炔火焰切割,进行正交马鞍形的切割试验。在切割氧气压力为0.6MPa、切割乙炔压力为0.05MPa、割嘴距离圆管表面6~7mm的条件下,针对外径115mm、壁厚6mm的主管圆管,应用64个点的离线主管马鞍形切割程序atlu1400,以0.48~0.54m/min的切割速度进行切割,可以得到符合生产需求的主管马鞍形;针对外径90mm、壁厚5mm的支管圆管,应用32个点的离线支管马鞍形切割程序btlu14010,以0.48~0.6m/min的切割速度进行切割,可以得到符合生产需求的支管马鞍形。将切割好的主管与支管马鞍形装配,发现支管“骑坐”在主管上:支管切口与主管外表面自然接触、主管切口与支管内表面重合,验证了离线计算程序的准确性,实现了切割实验预期目标。
薛智勇[8]2007年在《相贯线加工的自动编程方法》文中研究表明本文详细推导了任意形式相交的圆管相贯线的数学模型。在AutoCAD环境下实现了圆管相贯线及其板材展开图形的绘制以及加工代码自动生成。对利用ARX开发其他CAD的自动编程系统有一定的参考价值。
董本志[9]2010年在《管件带坡口相贯线数控切割建模与仿真研究》文中研究说明近年来,随着我国钢结构应用的日益广泛,具有带坡口相贯线一次切割成型能力的5轴联动以上数控切割机逐渐开始应用。由于加工轨迹编程等工艺环节非常复杂,此类设备均需配备专用的辅助软件。目前,虽然有极少数国内企业能够制造此类设备,但和国外相比还存在较大差距,数控切割设备配套软件技术水平的落后是一个重要制约因素。因此,本文针对实际工程应用中最为普遍的圆管、圆锥管和方管间相贯问题,展开了对自动编程、自动后处理、仿真校验和虚拟训练技术的研究工作。为使研究结果更具有普适性,本文基于一种功能全面的六轴龙门式数控切割机模型进行研究。通过对圆管、圆锥管和方管带坡口相贯线切割过程进行运动分解,确定了切割不同类型管件时所需的联动轴,建立了各联动轴间的运动速度数学约束模型。在此基础上,根据管件轮廓特点和相贯线切割轨迹的空间直线拟合需求,提出了一种便于计算机求解的相贯线计算方法。该方法首先为主管和支管建立各自的坐标系,并分别建立参数式方程；然后根据两者坐标系之间的位置关系建立支管坐标系到主管坐标系的坐标变换矩阵,利用坐标变换方法将支管参数方程映射到主管坐标系中以求解主管上的相贯线切割轨迹；最后再将求得的轨迹进行逆变换,从而得到支管上的相贯线轨迹。利用该方法,建立了方管与方管、方管与圆锥管、方管与圆管、圆锥管与圆锥管、圆管与圆锥管、圆管与圆管相贯时的相贯线数学模型。对管件切割误差的构成进行了详细分析,建立了误差补偿模型。针对其中的安装误差和轮廓误差补偿问题,提出一种利用双目机器视觉技术进行误差获取的方法,对误差获取装置的构成和工作原理进行了说明,给出了根据连续捕获的图像重建钢管叁维轮廓的算法,通过调整图像采集间隔,可方便的实现根据加工需要动态调整误差补偿精度的目的。研究了数控相贯线切割机仿真模块的构成,根据功能分析将虚拟仿真模块划分为虚拟机床、虚拟执行器和虚拟切割效果分析器叁个主要组成部分。提出了一种快速搭建平台无关的虚拟相贯线切割机床的方法；给出了利用正规文法和上下文无关文法描述数控代码语法规则,进而根据文法编写数控代码译码程序的具体过程；探讨了虚拟运动控制器的构成和工作机制,用以使仿真切割过程与实际切割过程更为贴近；建立了虚拟割炬和风线的位姿计算模型,给出了在设置割缝误差补偿功能时的虚拟割缝的计算方法和图形绘制算法。研究了在采用火焰切割工艺时,提高切割仿真过程真实感的方法,根据对实际割焰的化学分析,建立了割焰的仿真模型,给出了采用粒子系统实现割焰视觉特效的方法,并对燃渣飞溅效果的产生方法进行了初步探讨。上述研究工作构成了比较完整的用于开发多轴数控相贯线切割机专用配套软件的技术链条。对本文工作进行进一步的深入研究和完善,可以大幅缩小我国数控相贯线切割机和国外产品在软件技术方面的差距。
王英璇[10]2008年在《空间曲线自动编程方法》文中研究说明本文详细推导了任意形式相交的圆管相贯线的数学模型。在AutoCAD环境下实现了圆管相贯线及其板材展开图形的绘制以及加工代码自动生成。对利用ARX开发其他CAD的自动编程系统有一定的参考价值。
参考文献：
[1]. 数控圆管切割机自动编程系统的开发[D]. 韩传华. 武汉大学. 2004
[2]. 基于UG二次开发技术的空间切割轨迹数据提取的研究[D]. 王姗姗. 哈尔滨工程大学. 2013
[3]. 基于ObjectARX的管端叁维模型数据生成与提取研究[D]. 王尧. 哈尔滨工程大学. 2012
[4]. 基于ObjectARX的数控图形编程系统的软件设计[D]. 刘国梁. 哈尔滨工程大学. 2006
[5]. 可重构相贯线切割机床的设计及控制软件的开发[D]. 谢瑾瑜. 上海交通大学. 2012
[6]. 相贯线切割机数控仿真系统的研究[D]. 赵龙. 东北林业大学. 2008
[7]. 机器人马鞍形切割变坡口优化设计与试验研究[D]. 陆尧. 江苏科技大学. 2016
[8]. 相贯线加工的自动编程方法[J]. 薛智勇. 科技咨询导报. 2007
[9]. 管件带坡口相贯线数控切割建模与仿真研究[D]. 董本志. 东北林业大学. 2010
[10]. 空间曲线自动编程方法[J]. 王英璇. 科技资讯. 2008
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