链式刀具库总成及控制系统设计【8张PDF图纸+CAD制图+文档】
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附录英文中文翻译开发后置三种类型的五轴联动机床摘要:本文提出了一种后处理能力转化刀具的位置（氯离子）大坝，以机械控制的数据为典型的5轴机床工具，以建立一个之间的接口，电脑辅助制造（ CAM ）系统和数控控制（ NC ）进行仪器，分析方程，为数控数据，得到了使用齐次坐标矩阵和逆运动学。此外，该发达的后处理方法是通过一个测量仪对5轴机床的验证坐标测量。实验结果证实有效，建议后处理方法可以被用来整合各种五轴联动机床受聘于制造系统。关键词 坐标变换矩阵；刀具的位置数据；五轴联动机器；数控编程1导言自由曲面（或曲面）已经找到了广泛的工业应用，如在汽车机构，船体航天部分。模具或冲压模具用于创建这样一个部分，通常是加工使用数控（数控）机床。传统方式加工的自由曲面是用3轴机床与球头轧机。3轴机床不能改变的工具方向，因此5轴机床是介绍定切削刀具在适当的方向，高效率的机器。与日新月异的计算机技术， commercial CAD / CAM系统的设计可以自由曲面和产生，无论是3轴或5轴刀具路径。刀具位置（氯离子）的数据，组成的刀具尖端的地位和工具的方向，便可以直接获得由民航处模型的产品设计创造了在CAD / CAM系统。然而，困难，经常出现在沟通该CAM系统和数控机床的，尤其是当各种机床是受雇于CAM系统。界面链接该CAM系统和数控机床是所谓后处理器转换多款数据机的代码。基本上不同组合机床的控制单元，需要不同的后处理器。因此，制造系统与各种机床需要若干后处理器。各种研究解决问题的发展后处理器的机床。贝迪和维氏制定了一个后处理程序法努克机工具。巴拉吉介绍了制定和实施一个后处理转换成源代码机器代码格式。林和朱推导出数控数据机床制造凸轮与菲亚特-面对追随者用改进的代码。但是，上述工程不仅关系到3轴加工。此外，由于工具轴取向，这是一个固定为三轴机床转型，由氯离子数据，以数控数据很简单，没有额外的坐标变换技术是美国履行其工业界的需求，为品种和几何精度高，使用多轴加工有所增加，特别是加工雕塑表面。徐和李开发了4轴CAM系统包括多款数据生成和后处理。用克冲浪的方法界定和复合机曲率表面上三，四和五轴机床。竹内和渡边提出了五轴联动控制碰撞-免费工具，路径和后处理的方法有两种机器配置。坂本和稻崎分类配置的5轴机床工具分为3类。不过，分析数控数据的表达是不具备的上述工程。林仔最近使用的生署符号生成1数控数据方程的加工空间凸轮上一个四人轴机床。介绍技术加工球面。在他们的工作，理想的数控数据导出只有一个配置5轴机床。与此同时，饶等人。发展主要轴的方法，以机复杂曲面上二配置的5轴机器。不过，只有旋转运动的决心。平移搬迁为机床没有进行调查。既然有可能有相当数量的组合，五轴联动机床配置，后处理将不可避免地发展个体。不过，根据该分类所提出的坂本和稻崎，5轴机床的结构可分为三种基本类型。没有上述研究已推导完整的分析方程的数控数据，其中包含三个直线运动和两轮转动的议案。这项工作旨在建立一个后置三种五轴联动数控机床的基础上，齐次坐标变换矩阵。分析方程的数控数据可以得到等同的形式，塑造函数矩阵与已知的氯离子数据和解决的同时代数方程。此外，机床的设置程序和的特点，为不同的配置进行了讨论。以验证的正确性和有效性发达后处理，设计Bezier曲面是加工模型材料的一个典型的五轴联动加工中心和然后来衡量坐标测量机（ CMM ）的。2运动学模型机床是铰接式开放链串联联系接头。关节可被旋转或棱柱。驱动一个旋转的联合旋转的联系，对联合轴而驱动一个棱柱联合的链接沿联合轴。要适当地控制地位和方向，刀具和机床，模型建立的数学描述的几何形状和运动的机床是必需的。 denavit和hartenberg首先介绍了空间转换接连两次的联系坐标系统使用4 4齐次坐标变换矩阵。这是一个传统的模拟技术用于机制，机器人技术，误差分析与计算机编程。在本文中，四个基本变换矩阵使用他们的介绍。他们可以表述如下（a，b，c）意味着翻译所提供的载体ai+bj+ck ，和Rot（X，），Rot（Y，） ，Rot（ Z，）暗示轮换关于x ， y和z坐标轴，分别为“ C ”和“ S ”型是指余弦和正弦职能。空间转型，从一个坐标系统，以另一个坐标系统，因此可以分解相结合的根本转变矩阵。 3定义中CL数据五轴联动加工刀具的位置数据为5轴铣削组成的位置和方向的刀具与加工工件坐标系，显示在图1。在这方面的文件，这一点的矢量为，和载体形式，是用来代表方向齐次坐标；标“ T ”型是指该换位矩阵。这值得一提的是显着刀具的立场是定义为刀具中心的提示，而不是刀具的接触点。对于给定的参数化设计，表面加工利用5轴铣削与一般性的切割工具的定义按照DIN 66215凡任何一点的刀具可以被界定为联络点，适当的多款数据才能确定由微分几何和齐次坐标变换矩阵。4后置5轴加工流动注射化学发光的档案，一旦取得，应转化为参考的投入（即三直线运动加两轮转动议案）利用逆运动学转化为协商的5轴机床。这是众所周知的翻译作为翻译软件是所谓的逆运动学的意思。图1几何定义多款数据图2配置三种五轴联动加工中心 (a)表倾斜类型，（b）主轴倾斜类型，（c）表/主轴倾斜类型逆运动学转型取决于对几何结构的5轴机床使用。理论上，用很多的组合来产生5轴机床的配置。然而，在实践中，配置可分为三种基本类型，根据轴向分布的两个旋转运动单位6，7 ：1 、表倾斜与二轮调，放在表上。2 、主轴倾斜与二轮调，对主轴。3 、表/主轴倾斜与一轮换，每个表和主轴。该后置5轴加工介绍了在这文件是适用于上述三种类型。此外，运动学结构在图（2a）至（2c），是挑选的开始推导程序。此外，两个旋转轴假定不断交叉与对方表倾斜的类型和主轴倾斜类型的配置简化的提法。一般而言，加工工件对数控机根据一项计划的一部分，坐标系统和一轴指定系统首先必须确定。此外，三线性垂直轴（X ，Y，Z）的，数控机床工具可能涉及扶轮社的议案，围绕旋转轴，其中所指定的字符A ，B和C的说明扶轮的议案，周围的X，Y和Z轴。因此，5轴机床配置在图2(a) 2(c)能的特点是（X ，Y ，Z，A，c）和（X ，Y ，Z，A，B） 。所有的动作，应交由程序坐标系统，例如：该G54 - G59代码是用来定义程序坐标系统，在Fanuc的控制器。大多数情况下，程序坐标系统是吻合工件坐标系统和应用，因此在这文件。 4、1表倾斜类型关于表倾斜类型，图3描绘有关奈特系统 。坐标系统和是重视工件和刀具。该支点R是相交的两个旋转轴。偏移向量所确定的，从低点， R是所需的坐标变换。图3坐标系统表倾斜型的配置自从他的结构要素的机床，构成一个扶轮社能，线性表，机床床身，主轴和刀具，他发电的议案，机床，它决定他设计的特点，为机床和转介作为形式塑造功能，可特色序列从工件和截至切割。为机床配置图中显示。他连续结构要素可以说是根据图4，因此，相对方位刀具与尊重到工件坐标系能够确定乘以相应的基地在变换矩阵系列，应一律平等，以他已知的氯离子数据， 0吨和1。数学表达式是描述如下：凡政治部和 的旋转角度约的X和Z轴，分别和积极的轮换是在方向推进右手边的螺钉在+X和+ Z轴的方向。，是翻译的相对距离分别为X ，Y和z表。乘以方程（5）及（6），收益率：图4 关系的结构性要素表倾斜式协商成形从上述方程，转角（，）和相对翻译的距离内（，）都可以得到解决。另一方面的X ，Y ，Z值的数控数据在程控明，得到了利用方程（6）的条件下，= 0 ，和=，以来，该计划坐标系统是同步与工件坐标制度。这导致了：因此，理想的方程为数控数据这一配置可表示为如下：凡arctan2 （y，x）是函数返回的角度，在距离五瓦特通过审查的迹象，双方的Y和x12 。4、2主轴倾斜类型主轴倾斜类型为主轴的倾斜式配置，二旋转轴（A和B轴）是适用于主轴（图2b）条，使该支点住宅（图五）是选定要的交叉口，这些两条轴线上。此外，由于主轴将轮流在加工，有效的工具L1，确定从该支点R以刀具中心或提示，是需要数控机床数据的推导。同样的坐标变换程序，类似的表型倾斜配置，导致到下面的方程： 因此，分析方程，为数控数据可得到求解（15）-（17） ： 图5坐标系统的主轴-累型配置 图6坐标系统表/主轴倾斜型的配置4、3表/主轴倾斜类型在该案件此配置，有一个旋转轴就扶轮表和主轴，以及枢轴点位分别对A和B轴。显示在图6，支点类是位于A轴任意，和支点经常预算是选择要相交的主轴摆式轴（二轴）和刀具的轴。偏移向量是计算从有效的工具，是距离之间的支点和刀具中心。同样地之前，下列方程可以得到利用坐标变换矩阵：再次，通过求解方程（23）-（25），分析方程的数控数据，这台机器的配置可以表现为：5讨论从推导描述在前面的章节，有些调查结果可以说明如下：1、如果有一个旋转运动对扶轮表（如表倾斜的类型和表/主轴倾斜型），抵销载体相关工件的起源与枢轴点必须确定由式触摸传感器的工具后，工件已夹紧夹具上就座。2、当旋转运动，是适用于主轴（如主轴倾斜的类型和表/主轴倾斜型），有效的工具，这是长度之间的距离枢轴点和刀具秘诀中心和可以考虑作为总摆动半径为工具提示，应加以衡量。 该工具单位是用来测量距离，这是所谓的一套长度，从搜集到的飞机尖端的工具，显示在图7 。压力计的飞机是在特定直径的锥柄，以确保所有工具融入了同样的立场，在主轴的鼻子。那么，有效的工具，长度可以计算出加入设置长度和距离，这是一个常数值由机嘟嘟制造，从主轴的鼻子该支点。 3、该支点的定义是相交的两个旋转轴。不过，对于表/主轴倾斜协商成形，旋转轴不相交，在太空中。同样地如前所述，支点为转台可以任意选定的旋转轴。这个现象可以解释为观察数控数据表达的方程（28）-（30），由于这些方程是独立的值。6 执行和核查6、1实验实施以验证的可行性，所提出的后处理方法，测量仪实验进行了一张表/主轴倾斜5轴加工中心在国家成大大学。数控加工的数据涉及的条款都抵消了矢量和有效的工具，长度为此配置。 1 Bezier曲面与4 4控制点矩阵所给予的：（-20，-40，0） （0，-40，10） （20，-40，10） （40，-40，0） （-20，-20，0） （0，-20，10） （20，-20，10） （40，-20，0） （-20，0，0） （0，0，10） （20，0，10） （40，0，0）（-20，20，0） （0，20，10） （20，20，10） （40，20，0）是加工。在这个文件中，刀具轨迹生成是基于对等参方法与球头立铣刀，其刀具的方向，假设为正常的联络点的表面。在数学方面，Bezier曲面可表示为，其中和是独立的参数15。等参步长的定义是投入增量的变化在每个参数。一旦和参数已经明确，这点可以加以界定表面上，并用来作为刀位点，同时，刀具的方向可以计算用微分几何15 ：因此，完整的CL数据等参工具路径才能确定。AC程序是用来产生流动注射化学发光的数据和转换多款数据机控制数据（ NC代码）使用的建议后处理的方法。那个试点已削减的基础上进行以下实验条件：1、直径的球头立铣刀是10的mm 。2、该主轴转速是500转，和进给速度是200mm/min。3、逐步超过该工具的路径是0.5毫米。4、偏移向量=0，=-10.0mm和=-25.0mm。5 、有效的工具的长度=409.571mm。6 、工件材料是丙烯酸树脂。 6、2 CMM的核查成品的一部分（图9）是根据（模型bhn710）CMM的构成一桥型的主体和个人电脑。在实际测量，16套典型测量数据（见图10）所采取的三坐标测量机使用2毫米，直径雷尼绍pH值-9轻触式触发探头。那个触摸式触发探头，可以驱动对部分沿正常的方向发展。外界的指导点和内指南点（图11）产生的根据，表面上正常向量所得的方程（31）。探测路径可以表示在条款的具体数控代码和发送到的CNC控制器。同时，加工测量行动中，最初探针移动到指定点以外的指南很快。其次，探针移动到里面，慢慢引导点直到它触及表面点。一测点与位置坐标探头球中心是收集和保存在一个档案。累积数据补偿，抵销了探针中心的协调与半径的探头球沿党内正常的方向表面。比较实测样本点与设计是表面所显示的图12 。这个数字表明，最大偏差的加工表面相比，设计，表面上是0.02mm
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