1、本文在PMAC開放式數(shù)控平臺(tái)上，從三維激光加工的特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合逆向工程、借機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的思想提出了接觸式測(cè)距的示教編程方案，對(duì)其數(shù)字化采集裝置、待加工軌跡的測(cè)點(diǎn)布置策略、曲面法矢的獲取方法、離散型值點(diǎn)的樣條擬合等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，得到了一些有效的方法，研制了一套有實(shí)用價(jià)值的三維激光加工示教編程系統(tǒng)。 本文介紹了所研制的采用接觸式測(cè)頭的示教數(shù)字化采集裝置，采用該裝置后，將示教工作由點(diǎn)動(dòng)示教方式轉(zhuǎn)化為與操作者交互的半自動(dòng)示教方式

2、。針對(duì)三維加工軌跡測(cè)點(diǎn)布置難的問(wèn)題，采用人機(jī)交互模式下的一種簡(jiǎn)單易行的示教點(diǎn)選取策略：以所生成加工軌跡的弦高(弓高)作為精度判據(jù)，只須根據(jù)需要實(shí)時(shí)增加示教點(diǎn)，便可較好地滿足測(cè)量精度，并使示教點(diǎn)列的有效利用率最大，從而滿足示教精度和示教效率的雙重要求。將示教中不易精確直接測(cè)量的被加工曲面的法矢進(jìn)行轉(zhuǎn)化，采用微分幾何的方法，構(gòu)造其微切平面，通過(guò)示教點(diǎn)的鄰域點(diǎn)所構(gòu)成平面來(lái)近似代替其微切平面，從而完成法矢示教向易于實(shí)現(xiàn)的鄰域點(diǎn)位示教的轉(zhuǎn)化，采用

3、了三點(diǎn)測(cè)量法矢獲取算法。 為了提供五軸聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)變換算法(即空間坐標(biāo)向機(jī)床位置坐標(biāo)變換的算法)的物理基礎(chǔ)，文中對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了研究。在采用逆運(yùn)動(dòng)變換方程的基礎(chǔ)上，研究了各軸的坐標(biāo)變換方程。針對(duì)大功率高速激光加工對(duì)加工速度、加速度的嚴(yán)格要求，文中對(duì)后置處理中所涉及的加減速控制進(jìn)行了詳細(xì)地分析。研究了PMAC的SPLINE三次B樣條擬合算法，通過(guò)直接把插補(bǔ)得到的結(jié)果即平滑的快速運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送給各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器，從而使各

4、軸同步進(jìn)給并同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，這樣不但避免了柔性沖擊，而且避免了因各伺服軸的不同步所帶來(lái)的誤差，從而保證了高質(zhì)量加工精度的實(shí)現(xiàn)。 在MATLAB環(huán)境下調(diào)用PMAC提供的通用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)PCOMM32編寫了示教編程的人機(jī)界面，能實(shí)現(xiàn)激光加工軌跡示教點(diǎn)的選取和測(cè)量，示教點(diǎn)所在曲面的法矢量的獲取，加工軌跡的模擬仿真，根據(jù)激光加工工藝要求自動(dòng)生成PMAC數(shù)控加工程序。 在基于PMAC數(shù)控系統(tǒng)的五軸聯(lián)動(dòng)激光加工機(jī)上進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。其實(shí)