五轴机床的RTCP功能开发与应用研究

RTCP功能是五轴机床的一种重要的标志性功能,高档数控系统开发时RTCP功能属于必备功能.高档数控系统的RTCP功能不能仅是基本的RTCP功能,还需要支持多结构机床、倾斜旋转轴、3+2斜面加工以及矢量插补等高级插补功能.总结了整个RTCP功能开发的各个方面,对数控系统的RTCP功能开发具有一定的指导意义.     

龙门五轴机床RTCP功能的新模型及其应用

旋转运动的存在使得五轴联动加工存在非线性运动误差。通过实时线性补偿,现有高档数控系统RTCP功能可有效补偿非线性运动误差,但并不能完全消除非线性误差。重点研究了现有RTCP模块设计和算法实现,总结了一种改进的RTCP模型,设计了相应的算法。利用MATLAB对一台A-C轴铣床进行编程仿真和加工验证,结果表明五轴联动数控机床的动态精度得到了提高。     

基于UG双转头五轴数控机床无RTCP后处理与仿真验证

根据RTCP功能进行分类,五轴数控机床可以分为带RTCP功能和不带RTCP功能。在双转头五轴数控机床无RTCP刀轨研究的基础上,提出了一种计算固定摆长的后处理算法,并且通过Vericut仿真验证了该算法的正确性。     

MasterCAM下HNC8系统五轴RTCP程序输出的后置处理定制

旋转刀轴中心控制(Rotational Tool Center Point, RTCP)是现代五轴机床必备的功能之一,在充分了解和分析自用机床结构及RTCP功能要求的基础上,以简单易判的基本RTCP编程为参照,探究了获得五轴联动和定向加工RTCP主体数据的MasterCAM正确后置设置,进行了适应HNC8系统RTCP程序头尾格式输出的后置定制,并通过实际案例应用实施了数控程序输出的仿真测试和实际加工验证,可为不同机床系统实施五轴RTCP程序输出提供参考。     

双核架构嵌入式数控系统RTCP算法研究

分析了五轴数控机床非线性误差产生的原因,阐述了RTCP减小非线性误差的算法原理,基于C-A型双摆头机床结构建模并给出了一种RTCP补偿算法。针对嵌入式数控系统的特殊性,合理设计了在双核架构嵌入式数控系统中RTCP功能的实现方法。最后,在MATLAB中仿真验证了RTCP算法对于减小非线性误差的有效性。     

RTCP算法中无碰刀轴矢量的确定

针对五轴数控加工中主轴头中心角速度超限和非线性误差的问题,提出了基于旋转轴线性插补的RTCP算法,分析了插补过程中的全局干涉现象,推导了刀杆偏差系数公式,得到了RTCP模式下的无碰干涉区域,避免了干涉现象的发生。算法减小了非线性误差,保证了插补过程中机床旋转轴的运动平稳性,当刀具长度变化时无需重新通过后置处理生成数控程序,提高了加工效率。仿真结果证实了算法的可行性。     

五轴数控机床的动态特性测定和调整方法

五轴机床对机床装备制造业意义非凡,RTCP功能是衡量五轴机床性能的重要指标。在执行RTCP过程中,由于旋转轴的加入,需要对直线轴进行非线性补偿,因此旋转轴和直线轴的伺服动态特性需要进行测定和调整,才能保证加工动态精度。文章对RTCP原理进行了简单介绍,设计了一种五轴动态精度测定算法,通过该算法对五轴机床的5个伺服轴特性进行了强弱排序,从而对伺服参数进行优化和调整。以五轴叶轮加工为例,将伺服参数调整前后所加工的叶轮的加工质量进行对比,证明该方法取得了较好的效果。     

数控渐进成形与激光切割集成的板材件加工轨迹生成

为实现切口板材件的五轴数控渐进成形与五轴激光切割的集成制造,提出一种基于Parasolid建模核心的五轴数控渐进成形与五轴激光切割集成的切口板材件加工轨迹生成算法及实现方法。给出了切口特征识别与提取、切口特征填补与曲面重建等算法;在研究曲线离散、曲面偏置等算法的基础上,考虑五轴数控渐进成形与五轴激光切割工艺的特点,给出了数控渐进成形刀位点、激光束半径补偿、挤压工具姿态和激光束姿态计算的方法;同时利用Parasolid建模核心和OpenGL完成了上述算法的系统实现。算法应用实例表明,依据该算法所开发的软件系统能够很好地实现上述功能,运行稳定可靠。     

带RTCP功能五轴机床后置处理程序的编制

针对不带RTCP功能的五轴机床,利用矩阵,计算其空间坐标系旋转后新的坐标值,得出通用公式,进而引出带RTCP功能五轴机床后处理程序编制的基本原理。     

双转台五坐标机床RTCP功能的研究

五轴加工中由于旋转运动的影响,会产生非线性误差.RTCP(绕刀具中心点旋转)功能可使数控系统自动对旋转轴的运动进行实时线性补偿,从而保证插补点始终位于编程轨迹上.在深入分析双转台五坐标机床运动原理的基础上,介绍了一种集成RTCP功能的插补算法,并在MATLAB中做了仿真计算.计算结果表明该算法可以有效减小非线性误差.     

一种基于最小二乘法的RTCP自动测量循环

五轴机床的RTCP功能正常工作,需要对机床的相关几何参数进行正确的标定.标定的精度直接影响到机床的RTCP动作精度.通过测头实现机床的RTCP相关参数自动标定,可以有效提高机床的RTCP参数标定效率,并保证机床的精度稳定性.提出一种基于最小二乘拟合的方法来实现机床的RTCP参数自动高精度标定,具有标定精度高,标定速度快...     

五轴机床RTCP检测的轨迹生成与性能比较

对于五轴数控机床来说,伺服系统动态性能有限引起的动态误差是高速高精度运动过程中影响加工精度的主要因素。基于刀尖跟随（Rotation tool centre point,RTCP）功能的机床精度检测是一种较为常见的五轴机床动态性能检测方法,相较于其他方法,具有检测精度高、检测轨迹可变、受其他误差项干扰较少的优点。进行基于RTCP功能的机床精度测量的关键是驱动各运动轴联动的检测轨迹,而现有的检测轨迹生成方式比较简单,没有能够充分的反映机床的动态性能,检测性能目前并不令人满意。采用复杂程度4种不同的RTCP轨迹生成方法即区域弧线、简单函数、复合函数、样条拟合,分别生成了4条RTCP检测轨迹,通过比较这些检测轨迹的检测性能,评判检测轨迹生成方法的优劣性,选出最优的RTCP检测轨迹生成方法,可用于指导RTCP检测轨迹规划。     

五轴数控空间刀具半径补偿的实现

深入分析了空间刀具半径补偿矢量的计算方法,对实现该空间刀补矢量到五轴联动数控系统中做了算法的准备和验证,并以UG NX6.0生成的刀位文件(CLSF)为坐标数据来源和五轴联动A/C双转台机床为例,开发了一个专用后置处理软件,并通过在Vericut7.0上模拟和五轴联动机床上实际加工叶片,加工结果说明了该算法的正确性和软件的实用性。     

一种适合于超精密加工的特殊精密曲线插补算法

针对超精密车床提出一种新型的插补计算方法,将特殊精密曲线的插补功能集成到数控系统内部,并提出双圆弧逼近的误差的通用估计准则和生成程序段数目的估计算法。     

A novel error compensation implementing strategy and realizing on Siemens 840D CNC systems

Error compensation implementing strategy of CNC machine tools is a key technique. Basing on handwheel offset function of CNC system, a novel error compensation implementing strategy were proposed, and an error compensator is developed to realize the error compensation implementing on machine tools with Siemens 840D CNC systems, which communicates with CNC system by the DRF offset function and substitutes for electronic handwheel of CNC system. The error compensator’s hardware and software systems, in which multithread technique was used to parallel run to avoid CPU’s long-playing employment by one task, were developed. Finally, to test the feasibility of the implementing strategy, an experiment was carried out to compensate geometric error of a heavy-duty CNC floor-typed boring and milling machine tool. Experimental results show that error synthetic compensation equipment developed in this paper can perfectly implement error compensation function.