双摆头型五轴数控机床的坐标变换关系研究

以双摆头五轴数控加工中心结构为例,包括两个旋转轴A/C和X、Y、Z三个直线轴。分别研究刀具在平动与转动中刀位点的变换关系,建立刀位点换算关系式;根据该机床结构搭建相应的运动学方程,从机床的动态角度出发,分析五轴联动过程中刀位点及刀轴矢量的运动变化规律,运用工程数学计算方法建立A/C轴旋转角度与X/Y/Z轴向坐标数据补偿关系式,实现C-A(X)型双摆头型五轴联动机床的运动求解,为后续的后置处理器的构造作理论基础。     

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     

点云直接生成刀具路径及其后置处理

通过最小化每个刀位网格单元的加工误差以确定每个刀位网格的节点位置,加权平均相关联刀位网格节点来对齐相邻刀位网格单元的边缘,生成高效合理的数控加工刀具路径.对所获得的具路径信息进行后置处理,根据机床的结构不同,采用了相应的坐标转换,生成用于三轴加工和五轴加工的G代码.利用Vericut软件,对数据点云直接加工的刀具路径进行了动态仿真,最后应用实例验证了后置处理生成G代码的有效性.     

基于后置处理五轴刀具半径补偿方法

为解决不具备五轴半径补偿功能数控系统端铣加工过程中刀具半径补偿问题,提出一种基于后置处理五轴刀具半径补偿方法。首先,研究五轴刀具半径补偿的基本原理,针对常用的三种类型端铣刀,如球头刀、平底刀和环形刀,分别推导出其刀具半径补偿方向和补偿后刀位点的矢量方程。其次,以摆头转台类五轴数控机床为例,建立前置刀位数据与机床各轴运动数据之间的关系方程,结合补偿后刀位点的矢量方程,推导出补偿后的刀位数据与机床各轴运动数据之间的关系方程。然后,利用Visual C++6.0开发出一种带有刀具半径补偿功能的后置处理软件,该软件不仅可以直接生成半径补偿后的数控加工程序,而且可以生成带有半径补偿宏变量的数控加工程序。最后,以航空发动机叶片为例,利用VERICUT软件进行加工仿真,结果表明该方法的正确性和有效性。可见该方法能够方便实现不具备五轴半径补偿功能数控系统的五轴刀具半径补偿,避免刀具半径尺寸改变后必须返回CAM系统重新生成刀轨和再次进行后置处理的繁琐过程,从而缩短零件总加工时间和提高数控加工程序可重用性,具有较强的实际应用价值。     

基于NC程序的五轴数控加工刀位信息提取算法

研究了从NC代码中逆向提取刀位点的计算方法,通过UG软件仿真得到数控加工模型的刀位文件,再经后置处理得到模型的数控加工NC文件。经过研究后置处理理论,推导了从NC文件中的数据点反算刀位文件中的刀位点坐标及刀轴矢量,实现了从NC程序中提取曲面上刀位点及刀轴矢量的目标,为进一步实现数控加工信息的逆向提取提供了理论基础。最后通过VC编程实现逆向提取计算过程得到逆向提取的刀位点,经过与UGNX软件所得的刀位点进行对比验证,所得结论正确。     

五轴联动机床旋转中心偏移补偿算法研究

五轴联动数控加工过程中,MCS是机床运动的依据,也是指令刀位点移动的依据。程序中刀位点的指令位置Pm=Pm'+ΔPm;Pm'为基础分量,按转轴的旋转中心Or与MCS的坐标原点Om重合给出;另一分量ΔPm是由于事实上的Om与Or的不重合而导致假定位置与程序中刀位点的指令位置存在着差异而需要的补偿量,它与Or在MCS的位置相关。研究了Om与Or不重合刀位点指令位置补偿量的计算公式,开发了能自动生成带有旋转中心偏移自动补偿功能的数控加工程序的后置处理程序,适用于数控系统不具有RTCP功能及旋转中心偏移自动补偿功能的五轴加工程序编制。     

五轴工具磨床通用后置处理研究

数控机床后置处理能将刀位轨迹转换为机床数控加工程序,其先进程度对零件加工质量和效率有重要影响。目前五轴工具磨床后置处理大都专机专用或另外购买专用后置处理模块。通过对五轴工具磨床的结构类型分析,建立通用五轴工具磨床运动模型,并采用机床运动创成函数将砂轮的位姿转换为机床各轴的运动量,从而得到五轴工具磨床通用后置处理方法,提高了五轴工具磨床后置处理算法的通用性。     

基于CATIA的五轴水切割后置处理开发

针对CATIA数控加工的刀位文件,通过分析通用后置处理程序过程,开发五轴联动水切割机床的后置处理程序,解决五轴水切割数控加工的自动编程问题。实际切割结果证明,开发的后置处理程序能够正确将CATIA软件生成的APT刀位数据转换成五坐标水切割数控加工程序。     

数控抛光机床后置处理方法及图形化编程软件

后置处理是为了将刀轨文件转换为机床各轴运动参数。图形化编程是一种针对复杂零件的重要的数控编程方法。以六轴五联动数控抛光机床为例,参照工业机器人运动学,通过建立一系列坐标系并进行运动学求解,进而推导出该机床的后置处理方法。图形化编程软件是在UG基础上二次开发得到,并将后置处理方法写入软件中。在VERICUT中搭建虚拟机床进行仿真加工,仿真结果证实了该后置处理方法的正确性、图形化编程软件生成NC代码的有效性。     

基于VB BV100五轴联动加工中心后置处理的研究

针对于Pro/E、UG等通用后置处理器生成的NC代码一般与用户使用的数控机床和系统的要求不符。为了提高自动编程效率,充分发挥加工设备优势,以某机电院研发的BV100双转台五轴联动加工中心为例,对于AC回转工作台式五轴联动数控机床结构,系统地推导了其后置处理的相关算法,包括旋转角度的计算、坐标转换以及新刀位点坐标的计算等;通过VB语言,开发了该机床的专用后置处理器,并通过某叶轮的切削加工实验验证了该后置处理器的正确性和实用性。