現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)專題六五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)ppt課件

1、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-301專題六專題六 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-302一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹 通過通過X,Y,ZX,Y,Z三個(gè)平動(dòng)三個(gè)平動(dòng)

2、正交軸，可以確定正交軸，可以確定刀具在空間中的任刀具在空間中的任意位置。意位置。 通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的調(diào)整，可以確定刀調(diào)整，可以確定刀軸的傾角。軸的傾角。 五個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)定五個(gè)自由度實(shí)現(xiàn)定位和定姿。位和定姿。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-303一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹 五軸數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)五軸數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn):改變刀具方向改變刀具方向轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臺擺頭結(jié)構(gòu)擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)三個(gè)平動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)三個(gè)平動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-304一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控

3、加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹 改變刀具方向帶來的優(yōu)勢改變刀具方向帶來的優(yōu)勢復(fù)雜工件復(fù)雜工件刀具長度刀具長度加工效率加工效率工藝性能工藝性能通過改變刀具方向可以提高刀具可達(dá)性，實(shí)現(xiàn)葉輪、葉片和通過改變刀具方向可以提高刀具可達(dá)性，實(shí)現(xiàn)葉輪、葉片和螺旋槳等復(fù)雜曲面工件的數(shù)控加工螺旋槳等復(fù)雜曲面工件的數(shù)控加工整體葉輪整體葉輪汽輪機(jī)葉片汽輪機(jī)葉片復(fù)雜螺旋槳復(fù)雜螺旋槳五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-305一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹 改變刀具方向帶來的優(yōu)勢改變刀具方向帶來的優(yōu)勢加工效率加工效率工藝性能工藝性能復(fù)雜工件復(fù)雜工件刀具長度刀具長度通過

4、選擇合理刀具方向可以在避開干涉的同時(shí)使用更短的刀通過選擇合理刀具方向可以在避開干涉的同時(shí)使用更短的刀具，提高銑削系統(tǒng)整體的剛度，改善加工過程中的動(dòng)態(tài)特性具，提高銑削系統(tǒng)整體的剛度，改善加工過程中的動(dòng)態(tài)特性三軸三軸五軸五軸用小半徑刀具加工時(shí)用小半徑刀具加工時(shí)VS.五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-306一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹 改變刀具方向帶來的優(yōu)勢改變刀具方向帶來的優(yōu)勢工藝性能工藝性能復(fù)雜工件復(fù)雜工件通過規(guī)劃刀具方向可以高效的刀具加工復(fù)雜曲面零件，減少通過規(guī)劃刀具方向可以高效的刀具加工復(fù)雜曲面零件，減少裝夾次數(shù)，提高加工效率裝夾次數(shù)，

5、提高加工效率一次裝夾一次裝夾點(diǎn)銑加工點(diǎn)銑加工側(cè)銑加工側(cè)銑加工VS.刀具長度刀具長度加工效率加工效率五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-307一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹 改變刀具方向帶來的優(yōu)勢改變刀具方向帶來的優(yōu)勢復(fù)雜工件復(fù)雜工件刀具長度刀具長度通過調(diào)整刀具方向可以使球頭銑刀用合理的區(qū)域參與切削，通過調(diào)整刀具方向可以使球頭銑刀用合理的區(qū)域參與切削，降低切削力和刀具磨損，提高加工表面質(zhì)量降低切削力和刀具磨損，提高加工表面質(zhì)量刀具方向影響切削力的大小刀具方向影響切削力的大小控制切削區(qū)域控制切削區(qū)域加工效率加工效率工藝性能工藝性能五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)

6、的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-308一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹長征系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪長征系列火箭發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪汽車汽油機(jī)渦輪增壓器葉輪汽車汽油機(jī)渦輪增壓器葉輪船舶柴油機(jī)渦輪增壓器葉輪船舶柴油機(jī)渦輪增壓器葉輪直直1111用用HoneywellHoneywell公司的公司的航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)航空渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-309一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹模具模具激光激光水切割水切割五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3010 縮短加工時(shí)間縮短加工時(shí)間 提

7、高加工質(zhì)量提高加工質(zhì)量 降低加工成本降低加工成本 加工復(fù)雜零件加工復(fù)雜零件一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3011q 縮短加工時(shí)間縮短加工時(shí)間q減少工件裝卡次數(shù)減少工件裝卡次數(shù)q提高材料的去除率提高材料的去除率q 一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3012q 提高加工質(zhì)量提高加工質(zhì)量q穩(wěn)定加工精度穩(wěn)定加工精度q提高表面平滑提高表面平滑q縮短刀具長度縮短刀具長度q 五軸五軸三軸三軸一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹

8、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3013q 降低成本降低成本q延長刀具壽命延長刀具壽命q減少加工設(shè)備減少加工設(shè)備q提高效率提高效率q減少工裝和刀具減少工裝和刀具q 一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3014q 優(yōu)勢加工場合優(yōu)勢加工場合q空間曲面線連續(xù)加工空間曲面線連續(xù)加工q空間孔系高精度定位加工空間孔系高精度定位加工q 一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3015v 空間孔系高精度定位加工空間

9、孔系高精度定位加工一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3016專題六專題六 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3017二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二

10、、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類q 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)q雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)q擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)q 刀具雙擺動(dòng)刀具雙擺動(dòng) 刀具擺動(dòng)，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動(dòng)刀具擺動(dòng)，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動(dòng) 工作臺雙轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺雙轉(zhuǎn)動(dòng)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3018二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類q 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)進(jìn)給坐標(biāo)軸進(jìn)給坐標(biāo)軸: 直線軸：直線軸：X,Y,Z；旋轉(zhuǎn)軸：；旋轉(zhuǎn)軸：A、C或者或者B、C。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 工件可以完全不動(dòng)的放置在工作臺上，適合加工零件體積和重量較大的工工件可以

11、完全不動(dòng)的放置在工作臺上，適合加工零件體積和重量較大的工件，如大型的模具，不足之處：主軸采用雙擺頭結(jié)構(gòu)，剛性較低，只適合進(jìn)件，如大型的模具，不足之處：主軸采用雙擺頭結(jié)構(gòu)，剛性較低，只適合進(jìn)行精加工。行精加工。 例如，例如，F(xiàn)IDIA公司的公司的KR211/214系統(tǒng)。系統(tǒng)。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3019二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類q 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)直線進(jìn)給軸： X、Y、Z旋轉(zhuǎn)軸：A(+95-110)、C(+200-200)最大進(jìn)給速度：直線軸:24m/min；旋轉(zhuǎn)軸A/C:2

12、000degrees/min定位精度：直線軸:0.012mm；旋轉(zhuǎn)軸: 2最大主軸轉(zhuǎn)速：24000rpmf刀庫容量：42五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3020二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3021二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3022二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類q 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心q雙轉(zhuǎn)

13、臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu) 雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)行程范圍大，工藝性能好，雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床轉(zhuǎn)臺的剛性雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)行程范圍大，工藝性能好，雙轉(zhuǎn)臺機(jī)床轉(zhuǎn)臺的剛性大大高于擺頭的剛性，從而機(jī)床的總體剛性也較高。例如：大大高于擺頭的剛性，從而機(jī)床的總體剛性也較高。例如：DECKEL MAHO DMU 70V機(jī)床。機(jī)床。 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3023二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類q 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心q擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的性能介于上述兩種結(jié)構(gòu)之間。下圖所示。擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)的性能介于上述兩種結(jié)構(gòu)之間。下圖所示

14、。例如：例如：Felex 510 五軸臥式加工中心五軸臥式加工中心A擺頭、擺頭、B轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)臺NUM 760系統(tǒng)。系統(tǒng)。 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3024q 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心q擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)擺頭轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)(A、C軸）軸）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3025二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的分類q五軸特種加工機(jī)床五軸特種加工機(jī)床q激光切割激光切割q電火花加工電火花加工q離子束加工離子束加工q快速原型加工系統(tǒng)快速原型加工系統(tǒng)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2

15、022-1-3026專題六專題六 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3027三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析CADCAM后處理CNC控制器 五軸聯(lián)

16、動(dòng)加工的一般處理流程：五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3028刀具路徑的生成刀具路徑的生成 刀軸控制方法的指定刀軸控制方法的指定 工件的工件的CADCAD模型模型 三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3029 加工參數(shù)的選擇 刀具路徑規(guī)劃 數(shù)控加工的仿真 后置處理q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析qq。三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五

17、軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3030簡要介紹通用商業(yè)CAM功能：可以指定加工方法：粗加工，半精加工，精加工可以指定走刀路徑策略：如行切，等高線切削等可以指定波峰殘余誤差scallop），內(nèi)外公差，從而自動(dòng)計(jì)算行距?？梢灾付ū茏寧缀?，從而避免刀具與工件的碰撞可以進(jìn)行刀具路徑切削仿真，檢查是否存在過切與碰撞可以選擇種類繁多的刀具，可以通過指定參數(shù)，生成用戶自定義刀具?？梢酝瑫r(shí)考慮刀具及工件的裝夾，更全面的避免刀具碰撞?？梢灾付ㄉ蛇\(yùn)動(dòng)的類型，直線、圓弧、NURBS樣條。三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析 生

18、成的刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)采用六個(gè)參數(shù)表示：生成的刀位點(diǎn)數(shù)據(jù)采用六個(gè)參數(shù)表示：x，y，z，i，j，k；其中；其中x，y，z表示刀具參考點(diǎn)的位置，表示刀具參考點(diǎn)的位置，i，j，k表示刀軸方向矢量。刀具參考點(diǎn)是刀表示刀軸方向矢量。刀具參考點(diǎn)是刀具上的一點(diǎn)，相對位置固定，具上的一點(diǎn)，相對位置固定， 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3031四、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控的關(guān)鍵技術(shù)四、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控的關(guān)鍵技術(shù)q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3032工件的刀具路徑表示工件的刀具路徑表示 ： 坐標(biāo)系坐標(biāo)系OXYZO

19、XYZ為工件坐標(biāo)系。為工件坐標(biāo)系。S S為工件的一個(gè)表面，為工件的一個(gè)表面，L L為其中的一條刀具路徑，為其中的一條刀具路徑，P P為刀為刀具路徑上的一點(diǎn)，具路徑上的一點(diǎn)，D D為對應(yīng)的刀軸方向。對于五軸加工，刀具路徑是由刀具上一個(gè)固定的為對應(yīng)的刀軸方向。對于五軸加工，刀具路徑是由刀具上一個(gè)固定的參考點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡和刀具軸的方向確定的。這個(gè)固定的刀具參考點(diǎn)為刀具末端的中心參考點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡和刀具軸的方向確定的。這個(gè)固定的刀具參考點(diǎn)為刀具末端的中心，例如，對于球頭刀，固定點(diǎn)為刀具軸線與刀具球面的交點(diǎn)，對于平底刀，固定點(diǎn)則為，例如，對于球頭刀，固定點(diǎn)為刀具軸線與刀具球面的交點(diǎn)，對于平底刀，固定點(diǎn)則

20、為刀具底部的中心。刀具底部的中心。 三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3033后處理：后處理： 對給定的刀位數(shù)據(jù)源文件進(jìn)行處理，生成針對指定機(jī)床的對給定的刀位數(shù)據(jù)源文件進(jìn)行處理，生成針對指定機(jī)床的NC代代碼。對刀位數(shù)據(jù)源文件中描述的刀軌，按照指定的線性化誤差，生碼。對刀位數(shù)據(jù)源文件中描述的刀軌，按照指定的線性化誤差，生成相應(yīng)的成相應(yīng)的G代碼。由刀位數(shù)據(jù)點(diǎn)代碼。由刀位數(shù)據(jù)點(diǎn)x，y，z，i，j，k，到機(jī)床各軸相應(yīng)，到機(jī)床各軸相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)X，Y，Z

21、，B，C的變換，由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的關(guān)系，不再是簡的變換，由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的關(guān)系，不再是簡單的線性變換或坐標(biāo)偏置，而是存在復(fù)雜函數(shù)關(guān)系。單的線性變換或坐標(biāo)偏置，而是存在復(fù)雜函數(shù)關(guān)系。 根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式，算法各不相同。根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式，算法各不相同。 三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)加工的流程分析五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3034后處理的目標(biāo)是： 給定刀具參考點(diǎn)坐標(biāo)x，y，z及刀軸方向i，j，k，求取相應(yīng)機(jī)床三個(gè)平動(dòng)軸的坐標(biāo)X，Y，Z及兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)B，C。 XfXx，y，z，i，j，

22、k）；YfYx，y，z，i，j，k）；ZfZx，y，z，i，j，k）；BfBx，y，z，i，j，k）；CfCx，y，z，i，j，k）； x，y，z，i，j，kq五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3035 兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)比較容易理解，也就是使得刀具平行于給定的刀軸方向i，j，k，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸相應(yīng)的坐標(biāo)。三個(gè)平動(dòng)軸的坐標(biāo)，由于兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的存在，變得比較復(fù)雜。假設(shè)機(jī)床的三個(gè)平動(dòng)軸X、Y、Z分別產(chǎn)生平移運(yùn)動(dòng)X、Y、Z ，而兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸沒有運(yùn)動(dòng)，那么刀具參考點(diǎn)也會

23、產(chǎn)生同樣的位移X、Y、Z ，但是，如果兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸分別轉(zhuǎn)過角度B、C，那么，刀具參考點(diǎn)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)就不再是X、Y、Z ，而是要綜合考慮三個(gè)平動(dòng)軸的平移運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)B、C 。 上面所說的坐標(biāo)變換則這里分析的過程正好相反，這里分析的是從機(jī)床三個(gè)平動(dòng)軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)到刀具參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，而坐標(biāo)變換則是從刀具參考點(diǎn)坐標(biāo)和刀軸方向反求機(jī)床三個(gè)平動(dòng)軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)。 坐標(biāo)變換表達(dá)式的求解，與機(jī)床具體的結(jié)構(gòu)相關(guān)。三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-

24、3036三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換幾個(gè)重要概念：幾個(gè)重要概念： 第四軸：是一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，而且它的運(yùn)動(dòng)獨(dú)立于另外一根旋轉(zhuǎn)軸，第四軸：是一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，而且它的運(yùn)動(dòng)獨(dú)立于另外一根旋轉(zhuǎn)軸，例如下圖中的例如下圖中的C軸。軸。 第五軸：另外的一根旋轉(zhuǎn)軸，它的運(yùn)動(dòng)受第四軸運(yùn)動(dòng)的影響。例第五軸：另外的一根旋轉(zhuǎn)軸，它的運(yùn)動(dòng)受第四軸運(yùn)動(dòng)的影響。例如下面彩圖中的如下面彩圖中的B軸，它的方向會隨軸，它的方向會隨C軸的運(yùn)動(dòng)改變。軸的運(yùn)動(dòng)改變。 擺動(dòng)中心擺動(dòng)中心P：如果第四軸與第五軸相交，則為兩旋轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn)，若：如果第四軸與第五軸相交，則為兩旋轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn)，若不相交，則是過第五軸且垂直

25、于第四軸的平面不相交，則是過第五軸且垂直于第四軸的平面T與第四軸的交點(diǎn)。與第四軸的交點(diǎn)。 擺動(dòng)中心是不受兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)影響的，它的運(yùn)動(dòng)只與三個(gè)平擺動(dòng)中心是不受兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)影響的，它的運(yùn)動(dòng)只與三個(gè)平動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。因而，我們把擺動(dòng)中心的坐標(biāo)作為三個(gè)平動(dòng)軸的動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。因而，我們把擺動(dòng)中心的坐標(biāo)作為三個(gè)平動(dòng)軸的坐標(biāo)。于是，對于雙擺頭結(jié)構(gòu)，坐標(biāo)變換就是，在已知刀具參考點(diǎn)坐標(biāo)。于是，對于雙擺頭結(jié)構(gòu)，坐標(biāo)變換就是，在已知刀具參考點(diǎn)坐標(biāo)及刀軸方向的條件下，求出兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)及擺動(dòng)中心的坐坐標(biāo)及刀軸方向的條件下，求出兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)及擺動(dòng)中心的坐標(biāo)。從工件坐標(biāo)系向機(jī)床坐標(biāo)系的變換。標(biāo)。從工件坐標(biāo)系向

26、機(jī)床坐標(biāo)系的變換。 q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3037三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3038三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換工件刀具q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3039三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變

27、換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換mOtOwO( , )txyzr t tt假定B、C軸是相交的，刀具初始位置所示，與Z軸平行。圖中：為刀具旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，為刀具點(diǎn)，初始狀態(tài)時(shí)，動(dòng)軸B與Y軸平行，刀具軸線平行于Z軸，工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系方向一致，刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置矢量為為工件上與刀具的接觸點(diǎn)。mOtO(0,0, )mrL設(shè)回轉(zhuǎn)軸交點(diǎn)到刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離為L，在刀具坐標(biāo)系中位置矢量為xSySzSBC為要求的機(jī)床五個(gè)坐標(biāo)軸相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。(,)xyzu u uu刀軸方向矢量和刀位點(diǎn)矢量在工件坐標(biāo)系中的表達(dá)式分別為，和 (,)mxyzrppp設(shè)這兩個(gè)矢量可由刀具坐標(biāo)系相對與機(jī)床坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)

28、和機(jī)床坐標(biāo)系相當(dāng)于工件坐標(biāo)系的平移得到：q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3040(,0)()()()()(0,0,1,0)TTxyzsmtZCYBmu u uT rrrRRTr(,1)()()()()(0,0,0,1)TTxyzsmtZCYBmpppT rrrRRTr三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換10000100()0010001mTrL100010()0010001xxyysmtzzststT rrrstLcos0sin00100()sin0cos000

29、01BBYBBBRcossin00sincos00()00100001CCCCZCRq五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3041cossinsinsincos00 xCByCBzBuuucossinsinsincos11xCBxxyCByyzBzzpLstpLstpLstL由以上表達(dá)式計(jì)算得到：三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換arccos()Bzuarctan()yCxuucossinxxCBxspLtsinsinyyCByspLtcoszzBzspLtL由此可

30、以得到：q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3042三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-30430zyxuuusincossinsincos0BCBCBxxxyyyzzzxxxxyyyzzzyxxxzzzzcos cos(s +t -m )+sin(s +t -m )-sin cos(s +t -m ) m -cos sin(s +t

31、 -m )+cos(s +t -m ) sin sin(s +t -m ) m sin(s +t -m ) cos(s +t -m ) m1 BCCBCxBCCBCyzBBppp 1=三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換q五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3044三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換arccosBBzku1, 1Bk arctanyCCxuku 0,1Ck coscos()cossin()sin()xBCxxBCyyB

32、zzxxspmpmpmmtsin()cos()yCxxCyyyyspmpmmt-sincos() sinsin()cos()zBCxxBCyyBzzzzspmpmpmmtq五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換五軸聯(lián)動(dòng)加工坐標(biāo)變換q雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3045專題六專題六 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差

33、和線性插補(bǔ)五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3046四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)1、五軸聯(lián)動(dòng)加工路徑的非線性化誤差、五軸聯(lián)動(dòng)加工路徑的非線性化誤差曲面加工的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡在理論上是由刀具與曲面的嚙合關(guān)系所確定的一個(gè)連曲面加工的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡在理論上是由刀具與曲面的嚙合關(guān)系所確定的一個(gè)連續(xù)函數(shù)續(xù)函數(shù),而在實(shí)際多軸數(shù)控加工中而在實(shí)際多軸數(shù)控加工中,刀具的運(yùn)動(dòng)方式為線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)刀具的運(yùn)動(dòng)方式為線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),連續(xù)光滑軌連續(xù)光滑軌跡只能用一系列的小直線段進(jìn)行離散逼近跡只能用一系

34、列的小直線段進(jìn)行離散逼近,通過線性插補(bǔ)來近似包絡(luò)成型。這通過線性插補(bǔ)來近似包絡(luò)成型。這樣樣,刀具運(yùn)動(dòng)的包絡(luò)面與加工表面之間就存在一定的逼近誤差刀具運(yùn)動(dòng)的包絡(luò)面與加工表面之間就存在一定的逼近誤差,這種由離散線性這種由離散線性運(yùn)動(dòng)代替理想刀具軌跡所引起的加工誤差是非線性誤差。運(yùn)動(dòng)代替理想刀具軌跡所引起的加工誤差是非線性誤差。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3047四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)1、五軸聯(lián)動(dòng)加工路徑的非線性化誤差、五軸聯(lián)動(dòng)加工路徑的非線性化誤差 后處理采用線性化的方法，即根據(jù)指定的線性化誤差，把機(jī)床三個(gè)平

35、移軸的后處理采用線性化的方法，即根據(jù)指定的線性化誤差，把機(jī)床三個(gè)平移軸的運(yùn)動(dòng)采用小直線段來逼近?？梢愿鶕?jù)給定的機(jī)床運(yùn)動(dòng)變量參數(shù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)采用小直線段來逼近?？梢愿鶕?jù)給定的機(jī)床運(yùn)動(dòng)變量參數(shù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的相對位置，刀具安裝點(diǎn)的相對位置，刀具長度，工件坐標(biāo)系的偏置等和線性相對位置，刀具安裝點(diǎn)的相對位置，刀具長度，工件坐標(biāo)系的偏置等和線性化誤差，生成化誤差，生成NC代碼。如下圖所示，直線代碼。如下圖所示，直線AB為刀位數(shù)據(jù)文件中定義的一段直為刀位數(shù)據(jù)文件中定義的一段直線刀軌，那么它對應(yīng)的機(jī)床三個(gè)平移軸的運(yùn)動(dòng)則為一段曲線，線刀軌，那么它對應(yīng)的機(jī)床三個(gè)平移軸的運(yùn)動(dòng)則為一段曲線，AC與與CB則則為線性化

36、后的兩個(gè)直線段，它們將是輸出到為線性化后的兩個(gè)直線段，它們將是輸出到NC的加工線段。的加工線段。 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3048四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)如果采用后處理來對刀位數(shù)據(jù)文件進(jìn)行線性化，生成的數(shù)控代碼就是若干段需要線性插補(bǔ)的小直線段。如下圖： iPiiPQ ( ,)iiiiix y z iP ( ,)iiiiix y z 1iP11111(,)iiiiixyzjiP(,)jjjjjiiiiixyz11111jjjjjiiiiiiiiiiiiiiiiiiiixxyyzzxxyyzz為轉(zhuǎn)動(dòng)中心的

37、位置，為刀軸方向，在機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)為。對于給定起點(diǎn) ，終點(diǎn)；假設(shè)為其中的第j個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)，則有：(1)2、五軸聯(lián)動(dòng)加工路徑的線性插補(bǔ)、五軸聯(lián)動(dòng)加工路徑的線性插補(bǔ)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3049四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ) 222111()()()iiiiiiilxxyyzz1iii1iiiiiiKliiiKlVaBCBCiBKViCKViBKaiCKa三個(gè)平動(dòng)軸的合成速率為，加速度為 兩旋轉(zhuǎn)軸的角速度分別為， ，角加速度分別為， 。由(1)式可知：， 從而有：，（3）定義： ；（2）五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和

38、技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3050四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ) V1iiPPVjiVjjiilV T11jjjiiiiiixxxxll11jjjiiiiiiyyyyll11jjjiiiiiizzzzll1jjjiiiil K1jjjiiiil K可見，對于五坐標(biāo)的線性插補(bǔ)，三平動(dòng)坐標(biāo)的合成速率與兩旋轉(zhuǎn)軸的角速度并不是互相獨(dú)立的，對于加速度亦是如此。因而，五坐標(biāo)線性插補(bǔ)的進(jìn)給速度可以由三平動(dòng)坐標(biāo)的合成速率 來指定，則兩旋轉(zhuǎn)軸的角速度亦隨之確定。那么，五坐標(biāo)線性插補(bǔ)的方法如下： 對于直線段 ，首先根據(jù)指定的三平動(dòng)坐標(biāo)的合成速率 和加減

39、速控制算法，計(jì)算出第j個(gè)插補(bǔ)周期的三平動(dòng)坐標(biāo)的合成速率 和加減速控制算法，計(jì)算出第j個(gè)插補(bǔ)周期的三平動(dòng)坐標(biāo)的合成速率，則三平動(dòng)坐標(biāo)在該插補(bǔ)周期內(nèi)的合成進(jìn)給量為 （T為插補(bǔ)周期），三平動(dòng)坐標(biāo)各自的進(jìn)給量分別為：，這與三坐標(biāo)的直線插補(bǔ)是相同的。而兩旋轉(zhuǎn)軸的相應(yīng)的進(jìn)給量分別為：，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3051專題六專題六 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)理論和技術(shù)一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹一、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工介紹二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類二、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的分類三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換三、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工流程和坐標(biāo)變換四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化

40、誤差和線性插補(bǔ)四、五軸聯(lián)動(dòng)的非線性化誤差和線性插補(bǔ)五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-30521、五軸聯(lián)動(dòng)加工數(shù)據(jù)流程、五軸聯(lián)動(dòng)加工數(shù)據(jù)流程五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3053五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法2、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3054工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換在CAM/C

41、NC過程中的順序問過程中的順序問題。題。x，y，z，i，j，k工藝參數(shù)與通常三軸控制不同工藝參數(shù)與通常三軸控制不同 切削深度是變量切削深度是變量 進(jìn)給量是變量進(jìn)給量是變量 NC程序中的程序中的F代表了什么？代表了什么？五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法2、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3055五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3056在五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)的數(shù)控系統(tǒng)中，變成有以下四種高速插補(bǔ)方式，這是由五軸聯(lián)動(dòng)中的

42、非線性誤差造成的。 機(jī)床坐標(biāo)系下的線性插補(bǔ)。CAM后置處理經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后輸出NC代碼。小線段用前看速度平滑。該種方法有非線性誤差。 工件坐標(biāo)系下離散刀位點(diǎn)直接插補(bǔ)。將CAM輸出的刀位點(diǎn)直接插補(bǔ)，插補(bǔ)后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。該種方法基本上無非線性誤差。 機(jī)床坐標(biāo)系下的樣條曲線插補(bǔ)。CAM后置處理經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后輸出NC代碼，再CNC中由樣條擬合后插補(bǔ)。該種方法有非線性誤差。 工件坐標(biāo)系下的雙樣條曲線插補(bǔ)。CAM直接輸出樣條曲線，CNC進(jìn)行樣條插補(bǔ)后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。該種方法基本上無非線性誤差。五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法2、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的

43、理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3057五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法 2、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式 11111jjjjjiiiiiiiiiiiiiiiiiiiixxyyzzxxyyzzx，y，z，i，j，k（1機(jī)床坐標(biāo)系下的線性插補(bǔ)機(jī)床坐標(biāo)系下的線性插補(bǔ)這是五軸加工中最為傳統(tǒng)、得到這是五軸加工中最為傳統(tǒng)、得到CAM軟件普遍支軟件普遍支持，也是應(yīng)用最為廣泛的一種方式，所有的五軸持，也是應(yīng)用最為廣泛的一種方式，所有的五軸數(shù)控系統(tǒng)都支持這種方式，因此對這種方式進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)都支持這種方式，因此對這種方式進(jìn)行研究仍有一定意義。研究仍有一定意義

44、。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的理論和技術(shù)2022-1-3058五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法五、五軸聯(lián)動(dòng)的幾種插補(bǔ)方法 2、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式、五軸聯(lián)動(dòng)幾種插補(bǔ)方式 （1機(jī)床坐標(biāo)系下的線性插補(bǔ)機(jī)床坐標(biāo)系下的線性插補(bǔ)由于這種方式的加工代碼由大量微小程序段組成，而且程序段間一階不連續(xù)，由于這種方式的加工代碼由大量微小程序段組成，而且程序段間一階不連續(xù)，采用傳統(tǒng)的在單個(gè)程序段進(jìn)行加減速的速度規(guī)劃方式，會使得進(jìn)給速度波采用傳統(tǒng)的在單個(gè)程序段進(jìn)行加減速的速度規(guī)劃方式，會使得進(jìn)給速度波動(dòng)嚴(yán)重，甚至根本達(dá)不到編程進(jìn)給速度，影響加工質(zhì)量和速度。動(dòng)嚴(yán)重，甚至根本達(dá)不到編程進(jìn)給速度，影響加工質(zhì)量和速度?！扒罢八俣绕交椒ㄊ墙鉀Q這個(gè)問題的關(guān)鍵。但這種方式不能對工件坐標(biāo)系前瞻速度平滑方法是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵。但這種方式不能對工件坐標(biāo)系下刀具參考點(diǎn)刀尖點(diǎn)的進(jìn)給速度進(jìn)行有效的控制。下刀具參考點(diǎn)刀尖點(diǎn)的進(jìn)