数控加工中螺旋插补功能的使用

螺旋插补功能是各类加工中心的数控系统所具有的一个基本功能,在加工编程中灵活使用此功能可以给编程者提供解决某些加工需要的特殊手段.这里结合笔者在工作中的实际经验,介绍几种螺旋插补功能的使用方法.     

数控加工中螺旋插补功能的使用

螺旋插补功能是各类加工中心的数控系统所具有的一个基本功能,在加工编程中灵活使用此功能可以给编程者提供解决某些加工需要的特殊手段.这里结合笔者在工作中的实际经验,介绍几种螺旋插补功能的使用方法.……     

调节装置盘加工方法设计

对于形状复杂、精度要求高的零件,通常采用数控机床来完成加工。数控加工是由数控系统在程序控制下自动完成的,而程序编制的关键是计算刀具的运动轨迹,即计算加工轮廓的基点和节点坐标。数控系统一般只提供直线插补和圆弧插补两种功能,对于非圆的平面曲线ｙ＝ｆ（ｘ）,则按编程的允许误差,用直线或圆弧逼近轮廓曲线,计算出逼近直线或圆弧与轮廓曲线的交点或切点的坐标,当采用圆弧作为插补段时,还要计算出各段圆弧的圆心坐标。 一、调节装置盘加工的手工编程与自动编程 如图１所示的调节装置盘,表面上均布六个阿基米德螺旋槽,其起…     

G02/G03在数控编程中的快速判定

在数控手工编程学习中,对圆弧编程中顺时针G02插补与逆时针G03插补,常常理解错误,导致所编程序与实际加工路线相反.根据数控编程标准,圆弧插补指令描述如下:     

螺纹数控铣削技术在航空发动机复杂零件上的应用

螺纹数控铣削是当今制造业中比较流行的一种螺纹加工方法,它是采用数控机床的螺旋插补功能(G02/G03)进行螺纹加工的一种新方法(图1),该方法首先流行于欧美,随着数控机床在国内的广泛普及和数控编程技术的提高,螺纹数控铣削方法在中国也得到了广泛的应用.     

五轴联动激光切割机数控系统空间直线和圆弧插补算法的研究

在示教生成零件加工程序的基础上,讨论了空间直线和圆弧的插补算法以及空间绝对坐 标到机床运动坐标的变换,并对插补算法的误差进行了分析.这种插补算法通过控制五个联 动的运动轴,可实现空间任意直线和圆弧的插补,从而在理论上使激光切割机能完成对空间 曲面的切割加工.     

专用数控机床程序转换器的设计

一、问题的提出青海第一机床厂设计生产制造的027专用机床是根据用户的要求而设计的。该专用机床（以下简称专机）只有Y轴、Z轴和B轴(旋转轴)，如图1所示。由于没有X轴，在加工如图2所示的用户零件时，直线、圆弧很难加工，需要标准的极坐标插补功能。该专机配置的数控系统为FA     

五轴加工用刀具中心点插补算法的设计与实现

针对数控系统在五轴加工中,只能提供机床坐标系下轴指令编程的问题.基于双转台五轴机床运动学转换关系,综合考虑机床动力学约束和加工路径约束,通过在实时插补中完成工件坐标系下编程指令到机床控制点的转换,来实现五轴加工用刀具中心点插补功能.使得数控系统可以在旋转轴插补的同时,自动对控制点进行实时补偿,确保刀具中心点位于编程轨迹,从而使五轴加工程序能够在不同配置结构的机床上运行,简化加工程序编制,增强程序代码的可读性.     

基于运动控制芯片MCX314As的多轴运动控制器的设计

以TMS320LF2407A和MCX314As运动控制芯片为核心硬件，自主研发了基于TMS320LF2407A和MCX314As的多轴运动控制器，该控制器能够实现4轴位置、速度和S曲线的加减速控制，MCX314AS的所有功能都是通过特定的寄存器控制的，通过寄存器对4个运动轴进行参数化控制，实现任意3轴直线插补、任意两轴圆弧插补、任意3轴位元模式插补。     

使用宏指令完成非圆弧曲线的加工

一、引言 在数控铣床上,数控系统的直线以及圆弧插补功能基本能满足一般的轮廓加工要求.但实际生产中有时需要加工一些外形不规则的零件,如椭圆、渐开线以及螺旋线等,在这种情况下如果借助一些CAD/CAM软件,如MasterCAM等,便可以比较方便地完成加工要求.但是在不具备上述自动编程条件时,要完成这样的工作就会存在困难了.笔者经过认真研究发现利用软件进行自动编程时,软件会根据所设定的加工精度要求,将不规则曲线分割成很短的一段段直线,并用分段线段来拟合原始曲线,精度要求越高线段越短.加工时沿着这些直线段移动,也就是说加工时走的也只是一条近似的轨迹,这和数控系统的插补原理很类似,如图1和图2所示给出了直线插补和圆弧插补的过程.     

参数化编程在曲轴偏心圆弧铣削加工中的应用

传统的曲轴曲柄圆、连杆颈圆弧加工是采用偏心夹具把工件调整到机床回转中心,以加工曲柄圆中心或连杆颈圆弧中心作为机床回转中心,通过车削加工的方式来完成加工,此加工方式加工效率低,偏心夹具调整时间长,工人找正工件误差大且工件找正时对操作者操作技能要求较高。为实现曲轴产业的高效加工,引入了新的加工方式,目前我们引入大型卧式车铣加工中心,可实现三轴以上联动铣削加工,该方式利用车铣加工中心三轴联动的方式,以曲轴主轴颈中心作为回转中心,加工刀具跟随曲轴曲柄圆和连杆颈做空间圆弧插补运动,以铣削的方式完成加工。当机床C轴（或A轴）做旋转运动,刀具在X轴和Y轴平面内以圆弧运动跟随机床旋转轴C轴运动时,编制程序时不容易找到编程所需的坐标点。要实现三轴以上加工程序的编制,目前主流的编程方法是采用编程软件编程,而编程软件编出来的程序会相当长,缺乏可读性,且不容易修改;如果手工编程,编程时间长,且需要每次作图才能确定其复杂的坐标点,如果绘制的图形不准确或坐标点精度不够,在程序运行时则容易出错及出现报警而导致程序的调试时间增长,影响加工效率及产品开发周期。     

PLCopen多轴圆弧运动控制功能块的实现

针对目前市场上运动控制器编程语言不兼容、编程方法繁琐等问题,深入研究了基于PLCopen规范的功能块模型设计及圆弧插补算法的工作原理。首先,在试验室现有的"多轴运动控制器+μC/OS-Ⅲ"平台上,选用目前工控界广泛推广的德国3S公司的Codesys软件作为开发平台,以多轴圆弧运动控制功能块作为编程对象,采用结构化文本语言和顺序功能图,设计运动控制功能块。其次,通过在嵌入式系统中移植Codesys SP内核,使硬件平台成为符合IEC编程标准的可编程逻辑控制器,实现底层功能块的接口设计。最后,将设计好的功能块下载到控制器中,在Matlab中进行速度与位移曲线的仿真。仿真结果表明,功能块可达到设计要求,能够完成多轴运动,并可被移植到其他硬件平台上,具有很好的兼容性与复用性。     

通用RTCP算法的研究与设计

由于旋转运动的影响,五轴加工时会产生非线性运动误差.RTCP(旋转刀具中心点)功能可使数控系统自动对控制轴进行实时线性补偿,从而保证插补点始终位于编程轨迹上.在深入分析五轴机床运动结构的基础上,设计一种集成了RTCP功能的插补算法,并给出了算法的理论误差分析以及仿真实验结果.实验结果表明该算法可以有效减小非线性误差,且简单易行,还能充分满足实时性要求,可广泛应用于现代CNC系统中.     

基于实时插补的五轴加工非线性误差控制

五轴联动加工线性插补运动时,因旋转轴的影响,机床控制点的运动将使刀具中心偏离编程轨迹,产生非线性误差.以刀具工作台混合型五轴机床为例,在分析该类型五轴加工中非线性误差形成理论基础上,提出一种基于实时插补的非线性误差控制方法,在基于进给速度规划的轨迹插补之后,对插补中相邻插补点之间的非线性误差进行控制.最后通过仿真分析对该方法进行了验证.     

五轴高速高精加工的新型插补算法的研究

传统CNC系统提供的直线和圆弧插补功能不能满足曲线和曲面造型的加工要求.本文针对当前五轴高速高精加工复杂轮廓零件的需求,设计一种新型的四元数-五次样条插补算法.具有该插补功能的CNC系统在进行加工时,不仅缩短了程序处理时间,而且改善了速度、加速度和有限加加速度的平滑程度.将算法在MATLAB中进行仿真实验,实验结果证明了该算法的可行性和可靠性.     

3V75立式加工中心

BV75是由北京机电院股份公司生产的立式加工中心，机床采用专业化厂家提供的数控系统，各直线运动轴、主轴及追加旋转轴均采用伺服电机驱动，三轴或四轴联动，可进行各种铣削、镗孔、钻铰孔、刚性攻丝等一般机械加工，并实现数字化精确定位，通过运动轴插补联动可实现旋切大螺纹、多种曲面加工，且同一台机床上可实现工件一次装夹过程中多种工序的粗、精加工。同时，数控系统中配备了多种典型循环程序供加工过程中编程选用。     

数控车手工编程中圆弧插补的顺逆判别

手工编程从工艺分析、数值计算,到数控程序的校验、试切修改均由人工完成。对于几何形状不太复杂、加工程序较短、数据处理简单且不易出错的零件,采用手工编程就可以实现,而且显得经济及时,简便快捷,灵活自如,因此手工编程的重要地位不可取代,仍是自动编程的基础。该文提出了一种在数控车手工编程中,正确选用顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令的简便方法,并通过实例给予了验证。     

四元数球面Bézier样条插补算法的研究

为了简化五轴CNC数控系统中的刀具定向运动的编程工作,提出一种基于四元数球面Bézier样条插补算法.该算法根据建立的刀具运动的空间数学模型,实时插补计算出刀具路径点和刀具定向矢量.实验结果表明,该算法不仅保证了刀具平移运动和旋转运动的同步协调性,而且有效的提高了加工精度,满足了五轴高速高精的加工要求.     

利用CAXA实现复杂轮廓零件的自动编程

当今制造业飞速发展,新技术、新设备不断涌现.数控车床的功能也在不断增强,但主要还是以经济型机床为主.经济型机床一般只能实现直线插补和圆弧插补,当遇到加工零件轮廓含有椭圆、双曲线和正弦曲线等非圆曲线时,手工编程就只能用宏程序指令编程,但些经济型数控车床的宏程序指令并不是很完善.     

基于STM32与MCX314的双核四轴运动控制器

自主设计了一种双核四轴运动控制器.该运动控制器以MCX314As与STM32为核心硬件.该控制器不仅能够完成四轴的位置、速度和S曲线的加减速控制等功能,还能够完成直线插补,任意两轴圆弧插补与任意三轴位元插补.该控制器还基于STM32配备了USB接口、SD卡接口、USART口以及CAN总线等.该设备有很强的移植性,不仅能接人大型总线网络中,还具有很强的独立工作能力.