Unassisted 5-axis tool path planning for machining complex surfaces
用于加工复杂表面的无辅助 5 轴刀具路径规划
基本信息
- 批准号:36613-2011
- 负责人:
- 金额:$ 1.46万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2015
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2015-01-01 至 2016-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Canada's manufacturing sector has suffered a great setback in the recent economic downturn. Tool, die and mold (TDM), the automotive and the machine parts industry have all shrunk during this time. Canada is still a net exporter of industrial molds and is known for manufacturing precision molds. This leadership position is challenged as the Canadian mold makers are losing the edge to other countries where advanced machines and software are now easily available. This coupled with low cost labor is hurting the Canadian mold making industry. The story is the same in all industries.
Here at the Surface Machining laboratory in Waterloo, Flank Milling and point milling methods, have been developed to use the flexibility of the 5-axis NC machine and orient the tool to match the surface shape closely. The close matching of surface and tool shapes results in a wide machined strip and fewer passes are required to machine the surface in reduced machining time. However, gains in tool path length (sometimes upto 80%) are lost in overcoming machine singularities, resulting in reduced overall gains (in some cases down to 30%). The algorithms also require extensive time from a trained operator. The applicants team has recently also developed a web-based automatic tool path generation system for 3-axis machining of wood sculptures.
The above expertise is the seed for proposing to develop a machining strategy that generates gouge free tool paths unassisted. The use of these strategies in industry would reduce the cost of tool path planning (approx. 15%), giving our industry an edge over the competition.
The seperation of path planning into footprint and positioning opens the door for embedding footprints within design features. A system will be designed that machines parts, feature by feature, by moving tools along the feature specific footprint with specific tools. This system can be used to automatically generate tool paths for: parts generated from the design features; or parts in which the design features have been algorithmically identified. The coupling of design and tool path planning will further provide labour savings.
加拿大的制造业在最近的经济衰退中遭受了巨大的挫折。工具、模具和模具(TDM)、汽车和机械零部件行业在此期间都出现了萎缩。加拿大仍然是工业模具的净出口国,以制造精密模具而闻名。这一领导地位受到挑战,因为加拿大模具制造商正在失去优势,其他国家的先进机器和软件现在很容易获得。再加上低成本的劳动力正在伤害加拿大模具制造业。所有行业的情况都一样。
在滑铁卢的表面加工实验室,侧铣和点铣方法已经开发出来,以利用5轴数控机床的灵活性,并确定刀具的方向以紧密匹配表面形状。表面和刀具形状的紧密匹配导致宽加工带,并且在减少的加工时间内加工表面需要较少的道次。然而,刀具路径长度的增益(有时高达80%)在克服机床奇异性时会丢失,导致整体增益降低(在某些情况下降至30%)。这些算法还需要训练有素的操作员花费大量时间。申请人团队最近还开发了一种用于木雕的3轴加工的基于网络的自动刀具路径生成系统。
上述专业知识为提议开发一种无需辅助即可生成无过切刀具路径的加工策略奠定了基础。在工业中使用这些策略将降低刀具路径规划的成本(约为100%)。15%),使我们的行业在竞争中占据优势。
将路径规划分为封装和定位为在设计功能中嵌入封装打开了大门。将设计一个系统,通过使用特定工具沿特征特定足迹沿着移动工具,逐个特征地加工零件。该系统可用于自动生成刀具路径:从设计特征生成的零件;或设计特征已通过算法识别的零件。设计和刀具路径规划的结合将进一步节省劳动力。
项目成果
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