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虛擬軸數(shù)控機(jī)床的仿三軸操控辦法 （二）
來(lái)源:海力軸承網(wǎng) 時(shí)間:2014-10-26
怎么依據(jù)虛軸空間中的三維刀具運(yùn)動(dòng)指令值對(duì)實(shí)軸空間中六驅(qū)動(dòng)桿的長(zhǎng)度進(jìn)行準(zhǔn)確操控；是完成虛擬軸機(jī)床仿三軸操控的另一關(guān)鍵難題.為處理此難題；須將插補(bǔ)發(fā)生的虛軸運(yùn)動(dòng)指令轉(zhuǎn)換為實(shí)軸操控指令；其求解進(jìn)程如下：
首要；依據(jù)仿三軸加工需使機(jī)床主軸軸線與作業(yè)臺(tái)平面法線平行的需求；斷定主軸初始姿勢(shì)At＝0；Bt＝0.并依據(jù)零件形狀和加工需求斷定渠道Ct坐標(biāo)的最佳預(yù)置方位Ct0.
然后；在加工開端前的回來(lái)參考點(diǎn)操作中；將動(dòng)渠道運(yùn)動(dòng)到At=0,Bt＝0；Ct=Ct0狀況；使刀具軸線與作業(yè)臺(tái)面筆直；刀具姿勢(shì)At=0,Bt=0.此刻；依據(jù)動(dòng)渠道的布局可得到其上6個(gè)支撐點(diǎn)(六驅(qū)動(dòng)桿的動(dòng)端點(diǎn))在刀具坐標(biāo)系中的初始方位pxi、pyi、pzi(i=1,2；…；6).
若k時(shí)辰；三軸插補(bǔ)核算發(fā)生的刀具軌道指令值為Xk、Yk、Zk；則為確保刀具姿勢(shì)穩(wěn)定；應(yīng)使6動(dòng)端點(diǎn)在刀具坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值不變；由此可得六驅(qū)動(dòng)桿的動(dòng)端點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值：
Xdi=Xk+Pxi
Ydi=Yk+Pyi (i=1,2,…；6)
Zdi=Zk+Pzi (7)
依據(jù)上面求得的六驅(qū)動(dòng)桿的動(dòng)端點(diǎn)坐標(biāo)和機(jī)床布局已知的靜端點(diǎn)坐標(biāo)；按下式即可求得k時(shí)辰 各驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)度的期望值；即與Xk,Yk,Zk對(duì)應(yīng)的實(shí)軸坐標(biāo)值： (8)
式中 Xji、Yji、Zji 六驅(qū)動(dòng)桿靜端點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值
6 實(shí)軸空間六軸聯(lián)動(dòng)操控
虛軸空間刀具軌道生成是一種粗插補(bǔ)；當(dāng)進(jìn)給速度較高時(shí)；粗插補(bǔ)直線段會(huì)比較長(zhǎng).因而；為確保六驅(qū)動(dòng)桿聯(lián)動(dòng)的平穩(wěn)性；可在實(shí)軸空間進(jìn)行如下精插補(bǔ).
首要；經(jīng)過(guò)真假映射將虛軸空間(三維空間)的插補(bǔ)直線段變換為實(shí)軸空間(六維空間)的直線段；其長(zhǎng)度為： (9) 式中 Li0 粗插補(bǔ)周期開端時(shí)的實(shí)軸坐標(biāo)值 然后；求出每一精插補(bǔ)周期中實(shí)軸空間軌道的挪動(dòng)間隔： Dl=L/(T1/T2) (10) 式中 T1、T2 粗、精插補(bǔ)的采樣周期；ms所以；從本直線段開端到第n個(gè)精插補(bǔ)周期末各驅(qū)動(dòng)桿的挪動(dòng)量為： DLin=n×Dl×(Li-Li0)/L (i=1,2,…；6) (11) 進(jìn)一步；由下式即可求得n時(shí)辰各驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)的實(shí)踐取值；即實(shí)軸運(yùn)動(dòng)指令值為： Lin=Li0+DLin (i=1,2,…；6) (12) 最終；經(jīng)過(guò)解耦隨動(dòng)操控體系［3］確保驅(qū)動(dòng)桿的實(shí)踐長(zhǎng)度與期望長(zhǎng)度共同；即可完成滿意刀具軌道需求的實(shí)軸聯(lián)動(dòng)操控.
7 體系完成
依據(jù)所提出的辦法開發(fā)了虛擬軸機(jī)床仿三軸操控體系；其根本組成如圖3所示.該體系以Pentium Ⅱ微機(jī)體系為基.諂淅┱棺芟呱霞幼白孕鋅⒌慕涌誑ǎ灰允迪摯刂葡低秤肭低臣淶男畔⒔換.數(shù)控體系軟件由C言語(yǔ)+32位匯編言語(yǔ)混合編程完成.
該體系作業(yè)時(shí)；操作人員可經(jīng)過(guò)軟盤驅(qū)動(dòng)器等I/O設(shè)備輸入加工所需信息；并可經(jīng)過(guò)體系供給的高檔修正功用；對(duì)已輸入的信息進(jìn)行修正.機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)由操作人員經(jīng)過(guò)核算機(jī)鍵盤和數(shù)控操作面板進(jìn)行操控；體系運(yùn)轉(zhuǎn)的有關(guān)信息經(jīng)過(guò)五顏六色CRT以圖形和數(shù)據(jù)方法顯示出來(lái).
本體系對(duì)機(jī)床的實(shí)軸L1～L6選用高精度數(shù)字式溝通伺服體系進(jìn)行驅(qū)動(dòng)操控；各軸均選用閉環(huán)操控方法.檢測(cè)設(shè)備選用高精度光柵；以確保實(shí)軸的位移精度.
體系中的開關(guān)量操控有些用于操控機(jī)床的邏輯次序運(yùn)動(dòng)；如操控刀具替換、托盤交流、主軸啟停、冷卻體系、行程保等環(huán)節(jié)的運(yùn)轉(zhuǎn).開關(guān)量操控有些將與伺服操控相配合；共同完成機(jī)床作業(yè)進(jìn)程的操控.
8 定論
虛擬軸機(jī)床具有機(jī)械布局簡(jiǎn)略、剛度高、利于完成高速加工等長(zhǎng)處；但也存在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)有用轉(zhuǎn)角小、多坐標(biāo)加工時(shí)作業(yè)區(qū)域窄等缺陷.因而；應(yīng)在慣例零件的高速、高效加工中發(fā)揚(yáng)其優(yōu)勢(shì).經(jīng)過(guò)仿三軸操控；有用地減少了操控體系的復(fù)雜性；然后明顯降低了機(jī)床的總成本；有利于虛擬軸機(jī)床在較大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用.
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