基于VERICUT的激光加工技术研究-机械制造及其自动化专业论文.docxVIP

大连理工大学硕士学位论文摘 大连理工大学硕士学位论文 摘 要 以信息集成为核心的先进制造技术不断的向更高水平发展，虚拟制造(vM，Virtual Manufacturing)技术引起了人们的广泛关注，很快在科技界和企业界成为研究的热点之 一。激光切割以其切割范围广、速度高、切缝窄、热影响区小、加工柔性好等优点而广 泛应用于各种加工领域，是激光加工中发展最为成熟的技术。把激光加工技术中应用广 泛的切割加工作为虚拟制造的对象，将制造业的激光加工和虚拟制造结合在～起，具有 一定的创新性。它涉及到数控加工技术、激光作用理论、计算机辅助设计及制造(cAD／cAM) 和建模与仿真技术，对该问题的研究具有重要的意义。 (1)介绍虚拟制造和激光切割技术的背景、定义、特点、应用及其国内外的发展现 状，论述选题的背景、意义和解决的问题。 (2)以埘T-5040激光数控机床为实体模型，利用VERICUT仿真系统对激光切割虚拟 机床进行建模，构建激光切割的虚拟制造加工环境，建立了虚拟激光束“刀具”同激光 切口宽度的对应关系，为实现激光加工的虚拟制造搭建接口。 (3)针对虚拟加工激光束“刀具”同切口宽度的对应关系，进行了激光加工切口宽 度的理论计算预测和试验研究工作。探讨了激光与材料的相互作用，对激光切割过程中 的能量分析，通过简化类型，建立了切口宽度的计算预测公式，对切口宽度进行了计算 预测；以不锈钢材料进行激光加工试验研究，确定激光加工的工艺参数，通过试验获取 了不同激光加工参数与切口宽度的关系，详细研究激光加工工艺参数(包括激光功率、激 光加工速度等)对加工切割质量的影响，并通过切割试验切口质量对比获取激光切割 0．5rm厚不锈钢ICrl8Ni9Ti的最佳加工工艺参数组(v=80衄／min，P=-80～IOOW，辅助气体为 压缩空气，气压为0．5Mpa)，并将切口宽度的计算值与试验值进行对比，分析存在误差的 原因，在最佳工艺参数组内对计算值进行参数修正，获取修正后的切口宽度计算公式。 (4)探讨了激光切割不锈钢薄板的工艺制定，利用cAXA进行数控编程，在虚拟机床 进行加工，反映现实的加工环境和加工过程，对虚拟加工的工件进行质量评佶，对工件进 行过切和欠切检查，对虚拟工件进行加工尺寸的测量，并对存在误差的尺寸进行修正。 对工件进行实际切割，减少了大量试验和试切的成本，生产周期缩短，精度大大提高。 最后对整体论文工作进行总结，并进一步对今后激光加工技术的发展进行了展望， 本文所作的工作说明了激光加工虚拟制造技术的可行性和可靠性，切实能为实际生产加 工提供指导和帮助。 关键词：虚拟制造；激光切割；vERIGUT；数控编程 大连理工大学硕十学{奇论文Research 大连理工大学硕十学{奇论文 Research on Laser Machining Technology Based on VERICUT Abstract As advanced manufacturing develops quickly whieh depends on the information integration technology,Visual Manufacturing attracts the extensive focus in the Manufacturing and has become the one ofhot fields investigating on the science and business． Laser cutting has been found widely using in the manufacturing industry because ofits many advantages，such as the wide-range curing scale,high cutting speed，narrow cutting kerf, small Heat—Affected zones，and flexible cutting process and SO on．And laser cutting is one of the most consummate technologi船．It is innovative to combine the laser machining witll VM which take the laser cutting 88 the objective．Visual Manufacturing connecting with laser machining refer to the NC technology,laser interaction theory谢tll materials，CAD／CAM