五轴nc加工程序的求解

五轴nc加工程序的求解

0两个旋转轴旋转角的求解在五轴加工领域，五轴加工路径的提取和坐标的转换生成rc代码非常重要。STC法不像传统方法那样使用反向运动学确定五轴加工刀具路径的后处理方程,STC法先搁置五轴运动中的线性运动,而着重于两个旋转轴的运动,并将此两个旋转运动分解成主轴向量或刀轴向量依序绕次旋转轴及主旋转轴进行旋转,如图1所示。如此可轻易地经由刀轴向量求得两个旋转轴的旋转角,再利用求得的旋转角以正向运动学的方法求出NCdata的点坐标,并推导后处理器的坐标转换公式。STC法的观念不仅可应用于主轴型五轴加工机床,也可应用于工作台型及混合型,不但可用于旋转轴正交型,也可应用于旋转轴非正交型。STC法的概念是以图形作几何分析,因此利用两个旋转圆相交与否的关系,可快速推导出刀轴向量的有效范围及判别旋转轴的方向是否恰当。15和型钢机床的旋转轴特征5轴铣削机床有各种类型,为了便于讨论,本研究对普通的正交型五轴铣削机床进行分类,对于这种类型,线性轴和旋转轴是正交的,或旋转轴不驱动线性轴,我们采用了以下三个标准来对5轴铣削机床进行分类:(1)旋转轴是否驱动主轴或工件;(2)这两个旋转轴之间的驱动关系;(3)所述旋转轴的轴线方向(1)主轴型,工作台型和混合型如果两个旋转轴能驱动主轴,则铣床是主轴型,如果两个旋转轴能驱动工件台时,则该机床是工作台型,以及如果一个轴驱动主轴,而另一个轴驱动工件台,那么它属于混合型。在以下章节中,本文采用S来表示旋转轴驱动主轴和用T来表示旋转轴驱动工作台。(2)主和次旋转轴如果一个五轴铣床的一个旋转轴的运动能导致其他旋转轴的位置变化,则该旋转轴是主旋转轴,否则,它是次旋转轴。主轴型和工作台型机床包括主和次两个旋转轴,但在混合型机床中两个旋转轴互相不影响。另外,一个驱动主轴的叫主旋转轴,而另一个叫次旋转轴。当提出五轴铣床的结构时,在次旋转轴之前本文先定义主旋转轴的特征。(3)旋转轴的轴线方向本研究使用一个单位矢量来表示旋转轴的轴线方向,其中,主旋转轴是U轴和次旋转轴为V轴。当主轴型五轴铣床的主旋转轴平行于X轴,而次旋转轴平行于Z轴,则符号SASC可用来描述这种类型的机床。当工作台型五轴铣床的主旋转轴是平行于Y轴以及次旋转轴平行于Z轴,则该机床类型可以描述为TBTC。当混合型的5轴铣床的主旋转轴绕Y轴旋转和工作台绕Z轴旋转,则该符号SBST可以代表本机床的类型。2轴机床旋转角的改变使用STC法推导出工作台型5轴铣床旋转角度,如下所述:在使用STC法推导工作台型五轴铣削机床旋转角时,我们必须定义一些术语和符号:刀轴向量(Vec主轴向量(Vec主旋转轴(U):如果五轴铣床一个轴的运动导致其它旋转轴的位置改变,那这个轴是主运动轴(U),用单位向量(U次旋转轴(V):如果五轴铣床一个轴的运动不改变其它旋转轴的位置,那这个轴是次运动轴(V),用单位向量(V初始状态:转换旋转轴U和V以及主轴向量Vec次圆(C主圆(C转换点(P由于五轴铣床的直线轴仅允许直线运动而不做旋转运动,绕着直线轴的运动不会影响旋转角在创建工作台型STC模型之前,我们首先转换U,V,Vec如图3所示,次圆C工作台型机床使用两个旋转轴的旋转去驱动工件,旋转的目的是使工件刀具方向的单位向量与主轴刀具向量相同的方向。3主和次旋转轴的确定应用通用STC模型时,下面的规则用来推导不同机床类型的旋转角度:旋转轴:根据所述旋转轴的特征,确定主和次旋转轴。例如,在图4中的TCTA类型机床具有绕Z轴旋转的主旋转轴U,和一个绕X轴旋转的次旋转轴V。在通用STC模型中,找到主和次圆。图4表示出主圆和次圆。转换点:转换点P开始点:根据机床类型,选择旋转运动的开始点,对于主轴型是P4推导nc代码点的生成以前研究人员只是针对特定的机构提出特殊的解决方法。然而,本研究提出了一个球面双圆法来确定各类正交五轴铣床NC代码的旋转角度。这种方法首先简化成两个旋转运动,然后生成一个主圆和一个次圆。两个圆的交点是转换点。绕着主圆,主旋转角度也可以从转换点移动到刀具方向单位矢量的端点(或主轴单位矢量的端点)进行计算。绕着次圆,次圆的旋转角度也可以从主轴单元矢量端点(或刀具方向的单位矢量的端点)移动至转换点进行计