船用螺旋桨数控加工干涉仿真和刀轴方向控制技术研究.pdf

2014年5月 机床与液压 Mav2014 第42卷 第 1O期 MACHINET00L HYDRAULICS Vo1．42No．10 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．10．006 船用螺旋桨数控加工干涉仿真及刀轴方向控制技术研究 张胜文，刘传伦，朱成顺，方喜峰 (江苏科技大学，江苏镇江 212003) 摘要：干涉检测是螺旋桨数控加工中的关键问题，如果在加工过程中发生干涉，会破坏机床甚至造成重大损失。基于 UG软件 ，构建了螺旋桨加工仿真平台，利用该平台进行螺旋桨加工过程仿真和干涉分析 ；在虚拟环境中，检验数控程序 是否干涉；针对虚拟仿真过程中发现的发生干涉的刀位点 ，反复自动调整刀轴矢量，计算出无干涉刀轴矢量数据，优化数 控程序，以避免干涉碰撞，提高了数控程序编程效率。 关键词：螺旋桨数控加工；仿真平台；刀轴方向；干涉 中图分类号：TP391．9 文献标识码：A 文章编号：1001—3881(2014)10—022—3 ResearchontheInterferenceSimulationofMarinePropellerCNC Machiningandthe ToolAxisDirectionControlTechnology ZHANG Shengwen，LIU Zhuanlun，ZHU Chengshun，FANG Xifeng (JiangsuUniversityofScienceandTechnology，ZhenjiangJiangsu212003，China) Abstract：InterferencedetectionisthekeyissueinthepropellerCNC machining．Ifinterferenceoccursintheprocess，thema— chinewillbedestroyedorevensignificantlossesareresultedin．Propellermachiningsimulationplatform wasbuiltbasedonUG soft— ware．Withtheplaftorm ，propellerprocesssimulationandinterferenceanalysiswerecarriedout．TheNC program wascheckedina virtualenvironmenttojudgewhethertherewasinterference．Attheinterferencepointsf0undinthevirtualsimulationprocess，toolaxis vectorswereadjustedautomatically，nointerferencetoolaxisvectordatawerecalculated，theNCprorgamwasoptimized．Socollisions canbeavoided，NC programmingefficiencyisincreased． Keywords：PropellerCNCmachining；Simulationplaftorm ；Toolxaisdirection；Interference 螺旋桨是影响舰船航行的重要零部件 ，改善螺旋 种能够 自动进行干涉检查并优化刀轴角度的方法，提 桨的加工精度能够改善舰船的综合性能。船用螺旋桨 高了编程人员的工作效率。以船用螺旋桨为研究对 相邻叶片之间的空间狭小，在径向越靠近桨毂处通道 象，运用机构学理论 ，建立了五轴机床模型 ，然后 越窄，因此，在螺旋桨叶片的加工过程中，刀具、机 利用齐次变换矩阵和正向、逆向运动学相结合的方法 床与其他相邻叶片易发生干涉。因此 ，采用数控机床 建立了螺旋桨数控加工仿真模型，并成功地进行了仿 加工螺旋桨必须不断调整刀具倾角，以防止发生干涉