无限旋转C轴工作台结构的五轴机床后置转角求解

当前五轴机床C轴工作台的转动行程已由某个限定范围扩展为无限范围（n×360°）, 但通常后置处理中的转角求解方法不能使求解范围扩展到无限,因而制约了机床性能的发挥。针对该问题,建立基于多体系统理论的五轴机床转动轴运动学方程,通过定义“最小运动圆周”来改进五轴机床转角的计算方法,对后置转角求解区域进行了扩展,并给出了具体的求解流程。该求解算法可以有效提高C轴工作台的转动连续性。最后在某结构类型的机床上进行了后置求解仿真试验,验证了算法的可行性和有效性。     

AC回转工作台式五轴机床后置处理器研究与实现

针对具有AC回转工作台机床结构的五轴联动数控机床后置处理,分析了其中重要的五自由度机床运动轨迹坐标变换;并论述了相应数控系统SIEMENS 840D所特有的钻削循环类非标准指令的后置处理方法;基于此开发出的后置处理程序的正确性通过在BV-100机床上某叶轮样件的加工得到了验证.     

五轴数控机床后置处理算法研究

针对MAZAKINTEGREX100IV多任务车铣复合加工中心,通过研究机床结构及其后置处理算法,推导出机床转角分配和直线坐标变换公式,并开发出其后置处理器集成到UG软件中,利用在VERICUT中的机床模型进行切削仿真加工,验证了算法的正确。所研究的内容在实际应用中取得了很好的效果。     

五轴数控铣削加工后置处理及其加工编程

在数控技术中,与三轴加工相比,五轴数控技术的应用在复杂曲面加工过程中具有很高的优势,高性能的五轴数控铣削加工关系到包括导弹、飞机等武器关键零部件的制造水平,因此当前众多国家都对五轴数控加工技术在进行不断地研究提高。但是由于数控机床的运动复杂性和结构多样性,导致五轴数控加工过程中要实现预期的后置处理以及加工编程效果,会具有比较高的技术难度,对于数控机床的运行效率也产生了比较大的制约。本文针对五轴数控技术在铣削加工中的应用进行了探讨,并重点分析了五轴数控铣削加工的后置处理算法以及相应的加工编程。     

非正交双转台五轴机床后置处理通用方法

针对非正交结构的双转台型五轴机床,提出一种从工件坐标系变换到机床坐标系的逆运动学求解方法。该方法适用于正交及非正交情况下,双转台型、摆头+转台型和双摆头型五轴机床的后置处理问题。分析非正交双转台型五轴机床的结构特点,建立此类机床的通用结构形式。基于点绕空间任意轴的旋转变换公式,建立非正交五轴机床各运动坐标同刀位数据之间的映射关系,实现机床平动坐标和转动坐标的计算。针对机床C轴转动坐标的求解,分析出现奇异位置的情况,给出奇异值问题的处理方法。对整体叶轮流道及叶片加工刀位轨迹进行后置处理,并通过Vericut软件进行仿真试验,验证后置处理方法的可行性和高效性。     

基于VDW-320五轴机床的后置处理与虚拟仿真研究

针对VDW-320五轴数控机床,研究了其后置处理技术,解决了VDW-320五轴机床与SurfCAM软件的接口问题.并结合单叶片曲面零件研究了采用五轴数控加工时的虚拟仿真技术.结果表明研制的后置处理文件是实用的,该技术可广泛应用来加工各种复杂模具或机械零件.     

基于通用运动模型的五轴机床后置处理

在分析各种五轴数控机床结构的基础上,运用机构学理论建立一种通用的五轴机床机构学模型。利用齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析得到通用五轴机床结构的形状创成函数,通过对形状创成函数进行逆向运动学分析得到五轴数控数据完整的表达式,实现了各种配置类型的正交和非正交五轴机床数控数据的通用表达和不同类型五轴机床之间数控数据的相互转换,提高了数控代码的通用性和可移植性。最后基于通用模型,使用C++和QT开发出了一种五轴机床通用后置处理程序,并通过VERICUT仿真软件和实际加工验证了所开发的后置处理的可行性和高效性。     

双转台五轴立式机床专用后置处理算法

通过分析WABECOH双转台五轴立式数控机床各轴的运动关系,建立各轴运动关系的数学模型,并开展机床运动学求解,给出了该五轴机床后置处理的转动角度和坐标变换计算公式。根据转动角度和坐标变换的计算公式,利用C++语言开发了WABECOH五轴数控机床专用后置处理程序,基于所提后置处理方法进行了叶轮类复杂零件的加工仿真与实验验证。结果表明,所开发的专用后置处理软件生成的数控代码可以满足该机床五轴联动的要求,较好地解决了该类机床的后置处理问题。     

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     

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。     

工作台回转与刀轴摆动五轴联动数控加工编程技术研究

研究了工作台回转与刀轴摆动五轴联动数控加工编程中的刀轴矢量与转动角度之间的转换;刀位点在工件坐标系与工作坐标系之间的位置变换;刀轴摆动导致的基准点与刀位点之间的位置补偿等关键技术,为多轴联动数控加工编程技术提供参考.     

五轴联动数控工具磨床工作台运动方案与结构设计

数控工具磨床是硬质合金刀具加工的关键设备.结合五轴联动数控工具磨床的研制,根据刀具磨削加工的特点和技术要求,系统分析了常见五轴联动数控工具磨床的系统布局,讨论比较了不同工作台结构型式的特点,提出了数控工具磨床合理的工作台结构和进给系统设计方案,在此基础上完成了工作台零部件的结构设计.     

圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面刀位图形显示

针对圆环面刀具的特点，提出了两种新的几何变换-环面旋转变换和环面展开变换，在此基础上给出了一系列圆环面刀具五坐标数控加工复杂曲面的计算机图形仿真显示法，应用这些显示方法能模拟显示出曲面加工过程。     

摆头转台加工中心五轴联动加工的后置处理与仿真验证

在对东芝BTU-14五轴加工中心结构特性、东芝TOSS999控制系统特性以及五轴联动加工编程特点进行分析的基础上,提出其五轴联动加工的后置处理算法。在该算法基础上,利用VisualC++6.0开发出单独的后置处理程序,将加工刀轨的刀位文件处理生成东芝格式的G代码文件。为了验证后置处理程序的正确性,利用数控仿真软件Vericut 7.0建立机床的仿真模型,对后置处理程序生成的G代码文件进行仿真。最后实际加工了一个测试样件,证明了后置处理程序的正确性。     

基于球杆仪的卧式五坐标加工中心圆度误差诊断

对卧式五坐标加工中心进行XY、YZ和ZX三个平面的球杆仪测试,获得了机床在不同进给速度条件下的三个坐标平面的圆度误差。针对三个平面的圆度误差分布,分析了影响数控机床圆度的误差项,以及不同进给速度时的机床圆运动中心偏置、各个直线进给轴的实际螺距、设定进给速度与计算进给率的关系。最后,结合实例,分析各项误差的成因,给出具体测试结果的诊断信息和解决措施。     

论多轴联动数控系统的开发

多轴数控系统的研究已经成为国内的研究热点,根据研究需要,提出了五轴数控实验平台的主要要求,并描述了双转台五轴数控实验平台的开发过程.     

五轴联动刀轴矢量平面插补算法

大多数数控系统仍默认以旋转轴角度线性插补插补方式进行铣削加工,实际刀轴矢量偏离理论刀轴矢量位置,产生极大的非线性误差。在五轴联动数控加工中心圆周铣削倾斜面时,表现为实际刀轴矢量偏离待加工平面,造成过切或欠切误差。而且,机床类型不同,铣削的误差表现形式也不同。经研究表明,此非线性误差完全来源于旋转轴角度的线性插补方式。从研究分析运动学坐标转换开始,从理论上研究旋转轴角度线性插补的原理和产生非线性加工误差的根源,提出刀轴矢量平面插补具体算法,并针对CA型双摆头类型机床进行仿真验证,新算法从根本上解决了该问题。     

自由曲面五轴加工刀具轨迹规划技术的研究进展

利用五坐标设备进行自由曲面的数控加工是提高加工质量和加工效率的有效途径,自由曲面形状和五坐标机床运动的复杂性导致其刀具轨迹规划技术十分困难。针对自由曲面五坐标端铣加工、侧铣加工以及碰撞干涉分析中的关键技术,综述了近年来自由曲面五坐标数控加工领域刀具轨迹规划技术的研究进展和现状。结合自由曲面数控加工的工程实用性要求,分析了当前研究中存在的不足,指出目前的研究成果在通用性、稳定性和有效性方面尚不能完全满足工程应用,认为自由曲面五坐标数控加工刀具轨迹规划技术的研究应从三维的角度出发,在更为广域的刀具影响空间研究刀具同自由曲面之间的几何啮合关系,同时需要考虑机床的运动学和动力学特性以实现五坐标机床的高速和高效运行。     

五坐标数控磨床上使用圆锥面刃磨法加工麻花钻的一种方法

介绍了在五坐标数控磨床系统中使用圆锥面刃磨法加工标准麻花钻的一种方法.首先将锥面离散成若干条母线,然后磨削通过这些母线的与圆锥面相切的小平面从而逼近所需要的实际锥面,最后在空间中进行几次必要的坐标变换计算出磨削这些小平面所需要的刀位。