基于Pro/E的五轴激光切割轨迹生成

2014-11-27 朱虎 沈阳航空航天大学机电工程学院

　　为满足五轴激光切割的需要，探讨一种利用Pro/E软件生成五轴激光数控切割轨迹的方法。通过对被切割零件模型进行预处理，生成一个补偿激光束半径的激光切割轨迹生成曲线，然后采用“轨迹铣削”加工方式中的“垂直于零件”功能，生成了能够保证激光束始终垂直于被切割零件表面的五轴激光数控切割轨迹。

　　五轴三维激光切割具有柔性高、切割质量好、效率高、绿色环保和材料适应性好的优点，广泛应用于航空航天、汽车等领域。五轴三维激光切割中一个必不可少的重要内容是五轴三维激光切割轨迹生成。文中探讨了利用Pro/E软件生成五轴三维激光切割轨迹的方法。

1、五轴三维激光切割轨迹生成要求与思路

　　在五轴三维激光切割过程中，激光头的姿态对于三维激光切割质量有着重要的影响。为了最大限度地吸收激光束能量来保证切割的质量，要求激光束始终与被切割表面垂直，并要求激光头与被切割面保持一定的距离(焦距)。此外，还要考虑由于激光束光斑大小引起的切割误差，进行必要的激光束半径补偿，以减小切割误差。

　　然而，目前Pro/E软件还没有直接生成满足上述要求轨迹的功能。为此，作者提出先对被切割模型进行预处理，然后利用Pro/E软件NC制造�？橹械�“轨迹铣削”加工方式生成五轴数控轨迹的方法。其总体思路是:首先将被切割零件模型切口的侧面偏置，偏置距离为激光束焦点处的光斑半径大小，生成一个偏置切口侧面后的新模型;然后在被切割零件模型上构建激光切割轨迹生成曲线;最后把该被切割零件模型与工件模型装配成制造模型，采用“轨迹铣削”加工方式，以上述激光切割轨迹生成曲线为路径生成五轴数控切割轨迹。

3、结论

　　文中的研究结果表明，虽然Pro/E软件没有直接生成五轴三维激光切割轨迹的功能，但通过对被切割零件模型作适当预处理，并结合Pro/E软件NC模块中的“轨迹铣削”加工方式，就可生成可补偿激光束半径和保证激光束始终垂直于被切割零件表面的五轴三维激光切割轨迹。