随着航天工业的飞速发展,我国运载火箭的制造能力及水平也在不断提升,利用大型多轴复合加工装备可以直接实现箭体制造的车装焊一体化,提高机床的利用效率,同时简化工件装夹流程,提高加工效率和加工精度。本文研究了三维激光切割技术在大型多轴联动数控高速加工装备中的集成设计,该研究将激光切割功能集成在传统机械加工机床中,以激光先进制造工艺代替传统的切割工艺,有效扩展了传统机械机床的加工功能。本文主要研究内容如下:(1)首先根据项目需求研究三维激光切割复合加工装备硬件集成系统结构,然后分析840Dsl数控系统的硬件控制接口,并设计三维激光切割中各加工部件的系统集成控制方案。(2)三维激光切割系统软件有三大功能模块组成,分别是加工控制模块、离线编程模块以及激光切割工艺数据库。在加工控制模块计中,结合加工装备的硬件集成,研究840Dsl数控系统面向三维激光切割工艺的软件二次开发,基于PC工控平台设计840Dsl数控系统控制类函数,并开发三维激光切割控制应用程序接口API,实现三维激光切割中机床运动控制以及工艺调节等功能;(3)在离线编程模块中,基于三维空间映射对五轴龙门机床进行运动学分析,同时设计两坐标切割头运动仿真软件;在激光切割工艺数据库中,研究基于HMI的PCU平台数据库操作界面开发,并结合功能需求利用SQLite3进行数据库的具体功能设计,实现数据库的修改、添加、查询、浏览以及删除等功能。(4)研究激光切割温度场变化与工艺参数关系,用于辅助激光切割工艺机理研究。设计激光切割温度检测装置和软件,利用该温度检测装置对光纤激光切割过程切缝前沿的温度场变化进行在线检测,研究在光纤激光切割过程中激光切割工艺参数与温度场之间的规律。