五坐标机床数控加工程序多目标转换算法

针对五坐标数控加工设备变更引起的程序转换问题,采用基于过渡机床的间接转换模式,提出了数控加工程序在多目标机床间相互转换的方法.针对不同五坐标机床的空间结构进行坐标轴匹配性分析,建立了机床坐标系之间的对应关系,研究了后置处理和逆后置处理算法.在此基础上,构造了直线轴转换算法和旋转轴转换算法,实现了两机床间数控加工程序的相瓦转换.通过实际应用表明,所提方法可有效解决五坐标数控加工程序向多目标机床转换的问题.     

应用复合摆角实现大角度零件加工

以某大角度零件为例,通过两种不同方法建立坐标系,得出了需在不同摆角行程机床加工的结论。一种是普通的坐标系法,得出此零件需要在特定的机床上才能加工;另一种采用勾股定理计算坐标轴旋转角度,充分应用五坐标机床复合摆角,可在A/B摆角行程30°以内的普通五坐标数控机床上加工该零件。在生产设备受限的情况下,通过机床复合摆角可以解决设备能力不足问题,为扩大生产能力提供有效途径和解决办法。     

五轴联动数控机床的后置处理方法

后置处理是数控编程的重要环节 ,它的作用是将 CAM系统生成的刀轨文件转化为机床的加工代码。五轴联动的后置处理涉及到刀位文件的转角计算和坐标变换计算 ,坐标转换关系比较复杂 ,本文研究了立卧两种状态的五轴联动数控机床的后置处理 ,在分析了机床坐标系和工件坐标系关系的基础上 ,推导了坐标变换公式 ,并开发出了相应的后置处理软件 ,其结果满足五坐标联动后置处理的要求     

数控机床特殊点的探讨

在数控加工中如果工件编程坐标系的原点建立在工件表面上,那么当把工件放在文控机床上也要在工件表面上建立相同的坐标系,这样当利用试切法对刀在数控机床上建立与工件编程坐标系相同的工件坐标系时,当刀具底面与工件表面接触时,一般就说工件坐标系的原点就建立在工件表面上,但是为什么当我们使用不同长度的刀具进行不同表面加工时,就不能直接使用原来的工件坐标系,要进行刀具长度补偿才能使用原未的工件坐标系,本文就这一问题首先对文控机床的机床原点、机械原点、装刀装置特征点等特殊点进行了的讨论,其次通过建立工件坐标系论述了机床坐括系与工件坐标系的关系,这对深入理解数控加工、数控编程及工件坐标系的建立具有一定的指导性作用.     

大型构件6轴数控加工的后置处理研究

大型构件由于自重和体积大,只能在进行粗略的放置和固定后,用机床来找正工件的位置,实现拟合、建模和加工的过程.对于某些结构特殊的大型构件,需要在5坐标加工中心上加装主轴头来实现6轴加工,而且在主轴头上还要安装测量探头执行测量工作,为此研究开发了专门的坐标后置处理算法.算法采用仿射坐标系变换的方法描述旋转A,B,C轴后的坐标变换,通过将仿射坐标轴与机床坐标轴重合的设置方法简化了变换模型.此方法所编制的Matlab后置处理程序已成功地用于某大型构件的数控加工.     

基于通用五坐标数控机床螺旋锥齿轮NC加工研究

基于空间面共轭原理,确定齿轮切齿矢量关系,建立了螺旋锥齿轮的齿面矢量方程。利用空间坐标系的变换,确定出刀具相对工件的位置和姿态,实现刀具与工件的相对运动,从而将传统的螺旋锥齿轮机床加工调整参数转换为适合NC机床加工的运动参数,进行了五轴加工的刀具扫描体计算,在计算机上,对螺旋锥齿轮数控加工进行了仿真,给出了相应的计算和实验结果。在通过五坐标数控机床上实现螺旋锥齿轮加工,确定出螺旋锥齿轮NC加工方法。     

FMS的托盘误差矢量分析

在柔性制造系统(FMS)中,工件借助托盘安装在机床上。这种安装方法在工件、托盘和机床上存在三个坐标系(见图1)。对于系统中的每一台机床来说,机床坐标系是固定不变的,工件坐标系则因加工零件种类不同而有所变化。对托盘来说,它的结构型式一旦确定以后,对于某一柔性制造系统来说也是固定不变的。图1为工件、托盘和机床三个坐标系各坐标轴互相之间对应平行的情况。 当工件安装在托盘上时,由于安装误差,其坐标轴将不再平行,如图2所示。实际生产中可以通过安装时的硬件系统(机械各坐轴互相对应平行(下脚码:M或电气)将误差校代表机床,P代表托盘…     

五轴电火花机床加工空间斜孔的电极定位参数研究

空间斜孔的加工实质上是电火花机床电极沿孔的轴线的运动。对于由3个坐标轴旋转变换得到的空间斜孔,可通过五轴电火花机床沿3个坐标轴方向上的平移运动和绕两个坐标轴方向的旋转运动,使机床电极轴线与空间斜孔轴线重合,为此需要求解加工空间斜孔的电极定位参数。分析了通过坐标系旋转平移变换得到空间斜孔轴线的过程。根据空间斜孔的空间角度和几何参数求解空间斜孔轴线矢量的坐标变换矩阵,以建立空间斜孔轴线的矢量模型。得到了五轴数控电火花机床加工空间斜孔的电极摆角和电极定位坐标,使电极轴线与空间斜孔轴线重合。并制作了根据空间斜孔几何参数自动求解数控电火花机床的电极摆角和电极坐标的计算软件。     

数控加工刀具长度补偿的研究

从机床坐标系、工件坐标系及编程坐标系出发,分析了数控镗铣类机床及加工中心在同一个工件坐标系下使用多把长度不同的刀具对工件进行加工时进行刀具长度补偿的原因。论述了有基准刀与无基准刀长度补偿的原理,研究了这两种方法的特点,提出了机床Z坐标的计算方法。讨论了撤消长度补偿后CNC控制刀具所走的编程坐标表达的实际意义,这对理解数控加工刀具长度补偿及数控编程具有实际指导意义。     

具有RPCP功能五轴双转台机床后置处理方法

针对不具备RPCP功能的五轴双转台机床每次安装工件时需使工件原点与机床原点重合的问题,提出了一种具有RPCP功能五轴双转台机床后置处理方法。首先根据五轴双转台机床的结构特征,分析该机床各坐标轴之间的运动关系,以工件原点在机床坐标系中的偏置量作为变量,建立前置刀位数据与机床坐标轴数据之间的运动变换方程;然后推导出该五轴机床各坐标轴的计算公式。在此基础上,基于VC++平台开发出具有RPCP功能的五轴双转台机床后置处理程序。以模具曲面加工为例,在VERICUT软件中进行了加工仿真验证,结果表明了该方法的正确性和有效性。     

三坐标数控磨床加工直纹面的刀位计算

提出一种用三坐标数控磨床加工直纹面的刀位计算方法,这种方法利用基于曲面的“点－向量”（point-vector)法用一系列小平面逼近直纹面,通过将工件坐标系旋转和平移使这些小平面依次与砂轮表面重合,然后对相关节点和矢量进行坐标变换,可以计算出床床的3个轴在相应位置的绝对坐标和相对坐标,应用这种方法,作者成功地解决了一个实际工程问题。     

Study on the influence of geometric errors in rotary axes on cubic-machining test considering the workpiece coordinate system

Evaluating the influence of geometric errors in rotary axes is a common method used by a five-axis machine tool for improving the machining accuracy. In conventional geometric error models, the table coordinate system is considered as the final workpiece coordinate system. In this study, an additional workpiece coordinate transformation was proposed to identify the influence of geometric error. First, a cubic machining test was conducted. Second, the necessity of workpiece coordinate transformation was analyzed, and a method for coordinate transformation was proposed. In addition, both machining simulation and an actual machining experiment of the cubic machining test were conducted to verify the efficiency of the proposed method. The results indicate that the workpiece coordinate transformation is an essential part of the geometric error model for accurately simulating the geometric error influence. The method for identifying the geometric error influence considering the workpiece coordinate transformation is applicable in manufacturing.     

数控车床实用对刀方法及刀具补偿的应用

对刀的实质是确定随编程而变化的工件坐标系的程序原点在机床坐标系中的位置。对刀问题处理的好坏，直接影响到加工零件的精度和数控机床的操作。因此本文在研究数控车床坐标系统的基础上，重点探讨了几种实用的对刀方法和刀具补偿在对刀过程中的应用。     

Post-processor development for a turning and milling composite machine tool

The accomplishment of a turning and five-axis milling in only one setup is extremely useful and is possible on a turning and milling composite machine tool. In this work, we present a control algorithm and develop a post-processor for this machine, which has six linear and three rotary axes. To calculate a generalized kinematics model, coordinate systems are established by analyzing the basic kinematic chain relation of the turning and milling composite machine tool. The two vectors, which control the motions of the cutter contact workpiece, are simultaneously transformed to provide the algorithms of the rotary angles and motion coordinate. A special post-processor written in JAVA language is developed according to the proposed algorithm. To evaluate the effectiveness and accuracy of the developed post-processor, a specimen (blade) is used in the cutting simulation and real machining experiment. Experimental results showed the effectiveness and accuracy of the proposed algorithm. Furthermore, Compatibility is improved by adding new functions such as change of target machine, cutter location data change, workpiece origin offset, and cutting feed rate control.     

数控加工中工件的自动定位

提出了以工件为基准的自动定位原理,即当工件安装偏斜时,使工件坐标系自动适应机床的加工要求,该方法在测出工件的偏斜角度和偏移坐标值,并对原数控加工程序进行自动修正后,可方便实现。在不改变加工结果的情况下,可减少工件的找正和装夹时间。     

基于GSK980TA数控系统工件坐标系的建立与刀具补偿

介绍了两种基于GSK980TA数控系统建立工件坐标系的方法和对刀具进行补偿的方法。建立坐标系方法之一是用试切法建立工件坐标系，方法二是使用回机械零点对刀的方法建立工件坐标系。此外还介绍了日常使用中解决磨损等造成的误差的方法即刀具补偿的方法。介绍的坐标系建立方法和刀具补偿量的设定方法可直接用于GSK980TA系统控制的车床，对其它数控机床工件坐标系得建立和刀具补偿也有一定的参考意义。     

多轴铣削定位加工手工数控编程的研究

以双转台五轴联动铣削加工中心为例，对多轴铣削定位加工手工编程进行了研究。利用坐标旋转公式，推出了工件坐标系中点的坐标转换到NT坐标系中刀位点的坐标的计算公式和旋转轴的旋转角的计算公式。利用这些计算公式，计算了任意平面铣削加工刀具轨迹刀位点的坐标和旋转轴的旋转角度，与UG软件生成的刀轨程序中相关数据比较，两者之间的坐标值的误差在0．0005mm以下，旋转角度误差在0．0005。以下。手工编写了在日本MAZAJ公司制造五轴联动加工中心上加工铝合金条形零件上表面数控加工程序，加工的零件质量较为理想。     

对刀建立工件坐标系在数控加工与数控编程中的应用

对刀建立工件坐标系是数控加工操作的重要内容.正确的对刀操作,建立工件坐标系,编制符合加工工艺要求的数控程序,这是零件加工精度的保证,也是实现数控机床高精度和高效率的基本要求.从数控加工的对刀技术与程序编制的理论要求和实际应用两个方面进行了分析与探讨.