曲面切触原理在五轴数控铣床上的实现

1、收稿日期:2003-09-03 修订日期:2003-10-20作者简介:杨 翔(1972-,男,助工,学士,研究方向:机械加工。曲面切触原理在五轴数控铣床上的实现杨 翔(长沙机务段,湖南长沙410075摘 要:根据曲面切削原理控制铣床刀具的运动,从而实现五轴数控模具铣床,通过运用数学的坐标转换,理论分析在五轴数控模具铣床上实现曲面切削加工。关键词:曲面;切触;数控;加工中图分类号:TG543 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(200306-0065-03The Realization of the Surface contract Principle on the 5 axis N

2、C Machine ToolYANG Xiang(Changsha Railway Company ,Mechanical sector ,Changsha 410075,ChinaAbstract:Base on the principle of curved surface cutting and touching ,i t controls Milling machine moving.Through mathematics coordi nate transformation,theory analyzed the curved processing in five shafts nu

3、merical control mold miller.Key words:Curved surface;contact;numerical control ;machining在机械加工中,曲面加工难度大,技术含量高,随着数控机床的出现,曲面加工变得方便快捷,而且加工精度高,现通过理论分析曲面切削原理在五轴数控模具铣床上的实现。1 节削原理分析根据曲面切削原理和高效加工方法,在被加工曲面任意点建立局部坐标系,x m 、y m 在切平面上,刀具切线方向用 表示,刀具平面与切平面用 表示。刀具坐标系与局部坐标系的关系:x m y m z m=cos -sin 0sin cos 0001cos 0

4、sin 010-sin 0cosx s - y s z s =cos cos -sin cos sin sin cos cos sin sin -sincosx s - y s z s(1刀具轴线在局部坐标系下:l m m m n m=cos cos -sin cos sin sin cos cos sin sin -sincos001=cos sin sin sin cos(2刀具中心在局部坐标系下:(x c y c z c m =( cos cos ,- c os cos , sin (3局部坐标与总体坐标之关系,设i m 、j m 、k m 和i 、j 、k 分别为坐标与总体坐标的基轴,

5、则坐标变换矩阵为:A =i m i j m i k m i i m jj m jk m ji m k j m k k m k(4刀具轴线和刀心坐标在总体坐标系下:(l m n T =A(l m m m n m T(5(x c y c z c T =A(x (Mc y (Mcz (Mc +(x 0 y 0 z 0(62 机床运动的约束以二汽进口的西班牙Kelingenberg 五轴数控模具铣床为例,说明根据刀具轴线方向和刀具中心坐标来约束机床的运动。设机床刀轴方向控制是先过刀心建立与机床移动轴平行的x 1、y 1、z 1坐标系,然后绕z 1轴旋转 角得x 2、y 2、z 2坐标系,其中z 2与z

6、 165 机电工程 2003年第20卷第6期 M echanical &Elec trical Engi neering Magazine Vol.20 No.6 2003重合,再绕x 2轴转 角,得x 3y 3z 3坐标系,如图1所示。其中x 3与x 2重合,z 3轴便是刀具轴线方向,坐标变换矩阵为:c 13=cos -sin 0sin cos 0001 1000cos -sin 0sin cos=cos -cos sin sin sin sin cos cos -sin cos 0sincos(7刀具的轴线方向:0 0 1T变换到坐标系x 1、y 1、z 1:(l m n T =C

7、 93(001T =(sin sin -sin cos cos T(8为使机床调整的刀具方向与高阶切削所要求的轴线方向一致,应有 :l l =m m =n n(9由此求 、 ,再由式(6确定刀具中心位置。图1坐标变换示意图3 在专用五坐标数控铣床上的应用如图2所示。该机床叶片安装在两支承上并可转动,刀轴可在铅垂平面内偏摆。同时,可沿x 、y 、z 三方向平移.工件固连坐标系与局部坐标系的变换矩阵:A W M =i m i wj m i w k m i w i m j w j m j w k m j w i m k wj m k wk m k(10刀轴在工件固连坐标系下:(l w m w n w

8、 T=A (l m m m n m (11过叶片回转轴作空间固定坐标系,在此坐标系下,刀轴方向:l m n=100cossin 0-sin cosl w m wn w工件转角应使刀轴在y 方向分量为0,令m =0,求相应的 .再由tg =L /n,求刀轴摆角 。刀心坐标的确定:(1在工件坐标系下:x (wcy (wcz (w c =A ij x (m c y (m cz (m c +x 0y 0z 0(2在空间固定坐标系下:x c y c z c= 10cos sin 0sin cosx (wcy (wc z (wc图 2 加工坐标图4 在双转台机床上双转台机床具有刚性好等优点。过工件轴与回转

9、台与回转轴之交点作固定坐标系,其中y 、z 平面平行于刀具平面。工件坐标系与局部坐标系的关系,如式(11所示。固定坐标与工件坐标系的关系:l m n=cos sin 0-sin cos 0001 1000cossin 0-sin cos=cosc os sin sin sin-sin cos cos sin cos 0-sin cosl w m w n w令l =0,n =0-m w sin +n w cos =0l w cos +m w cos cos +n w sin sin =0分别求 , ,式中 绕工件轴转角回转角66 Mechanical &Electrical Engi n

10、eering Magazi ne Vol.20 No.6 2003 机电工程 2003年第20卷第6期故障诊断技术基于模糊理论液压系统故障诊断方法的研究陈 洁1,芮延年2(1.苏州广播电视大学,江苏苏州215004;2.苏州大学机电工程学院,江苏苏州215021摘 要:液压系统故障的确定和处理大多是根据经验来进行的。该文应用模糊综合评价理论方法,对液压系统故障进行诊断,达到可靠、高效判断液压系统故障的目的。关键词:液压系统;故障;模糊综合评判中图分类号:TP277;TP271+.31 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(200306-0067-04The Study of The F

11、uzzy Synthetical Judgment in the Hydraulic Breakdow nC HEN Jie 1,RUI Yan nian 2(1.Suzhou Broa dcast and TV University ,Suzhou 215004,China;2.Machinical &Electronic Institute,Suzhou University ,Suzhou 215021,ChinaAbstract:In most case,the ascertain ment and process of the hydraulic system breakdo

12、wn is practiced based on human s experi ence.Applyin g the fuzzy synthetical method,the author tries to introduce a judgment means of a hydraulic system and a diagnosis of the system breakdown depending on the means,and reach the goal successfully on its first process.Key words:hyd raulic system;bre

13、akdown;fuzzy synthetical judgment diagnose液压系统故障的判别目前,大多是根据经验进行的。由于液压系统的特殊性,液压系统故障往往模糊,即使是经验丰富的专家,有时也要借助试探性拆卸来判断液压故障,即具有一定的盲目性。克服盲目性,增强科学性,少拆卸或不拆卸是用户的希望。该文利用模糊综合评判理论,对液压系统故障进行综合与诊断评判,达到可靠、高效判断液压系统故障的目的。1 综合评定数学模型的建立1.1 评价方案的指标集根据参评指标的性质将其分成几个大类,再将每个大类指标分为若干个子类,即U =u 1,u 2, ,u m (1式中 u i =u i 1,u i 2, ,U ip i (i =1,2, ,mm 大类(或称一级指标个数p i 各大类指标中子类(或称二级指标个数收稿日期:2003-04-08 修订日期:2003-05-29作者简介:陈洁(1965-,女,江苏无锡人,讲师。 主要从事现代设计方法与设备故障诊断的研究。图3双转台机床刀心坐标:r c =A ( , r