基于特种机床的胎侧花纹数控加工的算法研究与开发

【摘要】：随着计算机技术和数控技术的协同发展,以及机械产品生产现代化、高效化的需求,大批通用或者专用的CAD/CAM软件应运而生,并逐步主导生产市场。当前,CAD/CAM技术已经成为衡量一个国家工业化水平、甚至综合国力的重要标志。面对国内生产市场长期处于国外成熟的CAD/CAM软件垄断的境况,国内经过十多年的曲折发展,取得了一定的成果。但是,目前三维CAD/CAM软件的核心技术仍掌握在欧美日等发达国家手中,对于新兴国产化CAD/CAM系统,要想在鳞次栉比的国外传统强势系统的夹缝中成长,首先需要研发核心技术,突破国外的技术封锁；然后,逐步从专用化软件成长为通用化软件。 本文针对青岛某轮胎模具生产企业的CAM需求,以新兴国产CAD/CAM软件SINOVATION(简称SV)为平台,并结合国际科技合作项目“高端CAD/CAM系统核心技术的引进、研究与应用”,首先重点研究了基于特种机床的胎侧花纹加工的算法,包括平面刀位轨迹规划算法、曲面投影算法和后置处理算法；然后将一系列的算法开发、测试,并集成到SV的CAM部分中；最终系统在企业的实际生产中应用,从而验证了算法的实用性、稳定性和高效性。其中算法的研究中,根据不同需求,制定了一系列有针对性的算法。例如,针对导入花纹的结构丢失,研究了线的排序算法；针对花纹的面域加工,研究了内外轮廓判定算法和加工岛的划分策略；针对构成花纹轮廓的不同线型,制定了不同的折线化规则；为了减小平面刀位轨迹向曲面投影过程中的变形,研究了两种不同的投影方式,并制定了投影后减小加工误差的策略等。 算法的研究、开发和应用,严格按照数控加工工艺。在此过程中,结合企业数控加工需求的特殊性和开发效率,联合山东某软件公司做了前期的排字模块和后续系统的开发、测试。