本文關鍵詞：五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)刀具半徑補償研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《廣東工業(yè)大學》 2013年

多軸聯(lián)動空間刀具半徑補償算法研究

黃秀文  

【摘要】：目前,多軸聯(lián)動數(shù)控機床是高速、高精加工復雜曲面輪廓零件的關鍵設備,尤其是五軸聯(lián)動機床。然而,空間刀具半徑補償功能模塊是多軸聯(lián)動高檔型數(shù)控機床的重要功能模塊,其為提高編程效益和保證生產(chǎn)加工實時性而配備。在當今的機床市場,只有國外幾家知名企業(yè)生產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)才具備該功能,售價相當昂貴。就目前國內(nèi)機床而言,平面刀具半徑補償功能模塊已應用的非常成熟,而在多軸聯(lián)動數(shù)控加工中,刀具半徑補償是還處在研發(fā)階段。由于刀具相對于工件的旋轉(zhuǎn)、擺動,刀軸矢量時刻變化,這使得空間刀具半徑補償較難實現(xiàn),因此研究多軸聯(lián)動帶有空間刀具半徑補償功能模塊的數(shù)控系統(tǒng)不僅具有理論價值,還具有重大的現(xiàn)實意義。 本論文主要分析了四、五軸聯(lián)動數(shù)控機床加工特點,總結(jié)了實現(xiàn)空間刀具半徑補償?shù)乃惴ê托杞鉀Q的關鍵性問題,提出了空間刀具半徑補償矢量和算法的表達形式,建立空間刀具半徑補償模型,針對四軸聯(lián)動A轉(zhuǎn)臺、四軸聯(lián)動B轉(zhuǎn)臺、五軸聯(lián)動A/C雙轉(zhuǎn)臺機床和端銑球刀加工工藝進行建模,以UG NX6.0的CAD軟件建模,通過其CAM模塊生成的刀位文件作為刀位數(shù)據(jù)來源,研究其后置處理算法及逆算法,實現(xiàn)了工件坐標系與名義坐標系之間的坐標變換,開發(fā)了一個五軸聯(lián)動3D刀具半徑補償專用后處理軟件和一個多軸聯(lián)動數(shù)控機床空間刀具半徑補償專用后處理軟件。 本人具體的研究工作包括以下方面： 1.調(diào)研了與課題相關的論文和專著,確定了研究對象、思路,建立了空間刀具半徑補償模型和算法的表達形式。 2.通過UG NX6.0建模,對其CAM模塊生成的刀位文件進行數(shù)據(jù)分析,計算出空間刀具半徑補償單位矢量,同時針對四軸聯(lián)動和五軸聯(lián)動回轉(zhuǎn)臺型機床運動模型,建立起工件坐標系與名義坐標系之間的坐標轉(zhuǎn)換關系式。 3.帶空間刀補矢量的專用后置處理軟件的開發(fā),為了提高加工效益,提出一種小角度的旋轉(zhuǎn)變換求解算法,對于五軸機床而言,A角度正負變換可以減少C角度的大范圍、大角度的旋轉(zhuǎn),避免了刀具碰刀現(xiàn)象。以VC++6.0軟件為編程開發(fā)平臺,開發(fā)了兩個專用后處理軟件。 4.以Vericut7.0軟件進行模擬加工環(huán)境,使用軟件的自動-對比功能,通過加工后的毛坯與設計零件的過切和欠切顏色查看,驗證后置處理軟件的實用性及空間刀具半徑補償矢量算法的正確可行性。 5.最后對專用后置處理軟件生成的空間刀具半徑補償后的NC代碼和標準刀具生成的NC代碼到四、五軸聯(lián)動數(shù)控機床進行實際加工,通過三坐標測量儀測量葉片的尺寸和坐標位置,開展了多軸聯(lián)動空間刀補對被加工零件的精度分析。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG659
【目錄】：

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