三维曲面上运动轨迹的自动生成技术

         三维曲面上运动轨迹的自动生成技术

一 运动控制系统功能简介

通用开放式control-mind控制系统不仅包含了西门子840D几乎全部的G代码和M代码、样条函数、螺旋线和渐开线插补等功能，还具有3D刀具补偿，挠度补偿, RCTP功能和复合轴功能等。

control-mind是多通道控制系统，它最多实现8通道，每个通道8轴控制功能。每个通道可以含有最先进的8轴8联动软件功能及完全独立工作。多个通道间还可以协调，同期工作，是复合机床的理想控制系统。

control-mind控制系统还含有电子轮和多种电子凸轮功能，可以控制几十个伺服轴实现精密高速的电子轮和电子凸轮运动方式。加上软PLC功能，模拟量和数字量I/O口的数量任意配置，微秒级输入口扑捉速度和灵活多样的输出口操作能力，可选CANopen、ProfiBus、EtherCAT等总线多种总线通讯功能等。

control-mind控制系统可以接收相对和绝对光栅尺反馈信号，以0.5~0.1毫秒的插补周期同时控制伺服电机，步进电机和直线电机的运动，实现高速和高精控制。

control-mind控制系统有丰富的图像功能，可以图示出要全部完整的运动轨迹，也可以图示出任意部分运动轨迹，对任意部分运动轨迹进行放大。这对检验程序的正确性非常方便和必要。

control-mind控制系统具有实时图示运动轨迹功能，在图示的轨迹上以另一种颜色显示出加工过的部分。也可以仿真运行来检验程序的正确性和给出加工时间。

二 简单示教编程功能简介

在激光熔覆修复，激光淬火和激光喷丸过程中，要保证激光束的方向与被处理的物体表面的法线方向相同。如果我们有被处理物体的3D CAD图，就可以自动生成运动轨迹。而在工作现场我们会经常面对的就是一个大型实物，根本就没有它的CAD图。这时如何能快速生成熔覆修复的运动轨迹就很重要了。为此我们开发了一个交换式，示教软件，自动生成运动轨迹。其示教过程如下：

1） 首先确定要处理的区域，

2） 根据要处理区域物体表面复杂情况选择一些关键点，这些关键点就是表面法线方向变化大的一些点。为了保证加工质量，要多选些点，这不仅选法线的拐点。

3） 把这些选好的点按运动的顺序编号，准备好纸，笔和尺。

4） 进入到示教操作方式，然后输入一个任意程序名。

5） 机器先回零点，然后把激光头运动到第一个示教点，按存储键系统就自动记录下第一个点当前的机器坐标值（X1，Y1，Z1，A1，B1）。

6） 其中X1，Y1就是当前的X轴和Y轴的机器坐标值。要用尺量一些激光头到物体表面的距离及把它输入到系统里，系统就会自动从当前Z1的值减去测量值。再用两角仪或目测A1，B1两个角度，然后输入到系统里。这样系统就自动产生物体表面的五维坐标（X1，Y1，Z1，A1，B1）。

7） 然后再运动到第二个点处，进行示教工作。如此类推把全部位置都示教完，系统的程序内就有了这些示教点产生的被加工物体表面坐标集合。

8） 下面可以离线处理，给出其本加工方向，比如沿X轴开始加工，或沿Y轴加工。再给出每次加工的宽带。

9） 给出生产样条函数的方法，比如在相邻点间用直线方式内插一些点，还是圆弧方式内插一些点，还是其它函数方式。

10） 输入完这些参数后系统软件就从新生产一个加工程序。

11） 还有输入加工速度，和非加工最大速度。

12） 然后可以图示所生成的程序，看其3D外形是否是所要求的，检验其正确性。可以从任意角度看所生产的加工程序。

13） 仿真运行加工成型，再次检验其正确性。

有关科明德公司及control-mind简单介绍，请看北京科明德科技有限公司的网站www.control-mind.com，或参看control-mind数控系统样本介绍。