在示教生成零件加工程序的基础上,讨论了空间直线和圆弧的插补算法以及空间坐标到机床运动坐标的变换,并对插补算法的误差进行了分析.这种插补算法通过控制五个联动的运动轴,可实现空间任意直线和圆弧的插补,从而在理论上使激光切割机能完成对空间曲面的切割加工.采用ANSYS软件对激光切割机横梁的模态特性进行有限元分析,在有限元模型中引入COMBIN14单元来模拟结合部的刚度和阻尼,***分析横梁的前8阶固有频率和振型特征.对横梁进行模态测试,验证有限元模型的准确性.分析材质、筋板布局、板厚等因素对横梁动态性能的影响,优化横梁结构.


并在此基础上开发了数控系统的软件部分. 基于 Windows 的数控软件部分充分利用了丰富的软件资源,利 用面向对象的编程方法实现了良好的人机操作界面和方便的多 任务工作环境.为进一步开发奠定了基础. 此外还开发了将 NC 代码转换为 DMC 指令的模块,以 及基于 AutoCAD 的图形自动编程模块,极大地提高了系统的工作效 率和实用价值. 这种新型数控系统具有可靠性高,开放性能好,功能强和成本低 等显著特点,具有广阔的应用前景.


对高斯光束空间传输和聚焦特性的理论分析,说明了激光切割机光路长度变化对焦点大小和焦点深度的影响,并对光束准直,可变曲率半径镜片,等光程三种光路补偿方法进行分析比较,提出了通过伺服电机驱动的等光程设计方案.激光切割是激光加工行业中一项重要的应用技术,也是激光加工中应用的加工方式。目前激光切割已经被广泛地应用于各种机械制造加工行业。

该方案的系统硬件部分选用工业用黑白CCD摄像机作为拍摄工具，激光二极管作为参考光源，并采用CCD窄带滤光片增强画面效果。图像处理部分采用一阶微分期望值算法代替直接灰度阈值截取法来确定光斑边缘的位置；采用质心法计算圆心位置，并利用双线性插值法增加质心计算点数，从而提高了光斑成像中心的计算精度，达到亚象素级别。