基于Pro/E的五軸激光切割軌跡生成

2014-11-27 朱虎 沈陽航空航天大學機電工程學院

  為滿足五軸激光切割的需要,探討一種利用Pro/E軟件生成五軸激光數(shù)控切割軌跡的方法。通過對被切割零件模型進行預處理,生成一個補償激光束半徑的激光切割軌跡生成曲線,然后采用“軌跡銑削”加工方式中的“垂直于零件”功能,生成了能夠保證激光束始終垂直于被切割零件表面的五軸激光數(shù)控切割軌跡。

  五軸三維激光切割具有柔性高、切割質量好、效率高、綠色環(huán)保和材料適應性好的優(yōu)點,廣泛應用于航空航天、汽車等領域。五軸三維激光切割中一個必不可少的重要內容是五軸三維激光切割軌跡生成。文中探討了利用Pro/E軟件生成五軸三維激光切割軌跡的方法。

1、五軸三維激光切割軌跡生成要求與思路

  在五軸三維激光切割過程中,激光頭的姿態(tài)對于三維激光切割質量有著重要的影響。為了最大限度地吸收激光束能量來保證切割的質量,要求激光束始終與被切割表面垂直,并要求激光頭與被切割面保持一定的距離(焦距)。此外,還要考慮由于激光束光斑大小引起的切割誤差,進行必要的激光束半徑補償,以減小切割誤差。

  然而,目前Pro/E軟件還沒有直接生成滿足上述要求軌跡的功能。為此,作者提出先對被切割模型進行預處理,然后利用Pro/E軟件NC制造模塊中的“軌跡銑削”加工方式生成五軸數(shù)控軌跡的方法。其總體思路是:首先將被切割零件模型切口的側面偏置,偏置距離為激光束焦點處的光斑半徑大小,生成一個偏置切口側面后的新模型;然后在被切割零件模型上構建激光切割軌跡生成曲線;最后把該被切割零件模型與工件模型裝配成制造模型,采用“軌跡銑削”加工方式,以上述激光切割軌跡生成曲線為路徑生成五軸數(shù)控切割軌跡。

3、結論

  文中的研究結果表明,雖然Pro/E軟件沒有直接生成五軸三維激光切割軌跡的功能,但通過對被切割零件模型作適當預處理,并結合Pro/E軟件NC模塊中的“軌跡銑削”加工方式,就可生成可補償激光束半徑和保證激光束始終垂直于被切割零件表面的五軸三維激光切割軌跡。