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虚拟轴数控机床的仿三轴操控办法（二）

来源:海力轴承网时间:2014-10-26

5　真假映射核算
怎么依据虚轴空间中的三维刀具运动指令值对实轴空间中六驱动杆的长度进行准确操控；是完成虚拟轴机床仿三轴操控的另一关键难题.为处理此难题；须将插补发生的虚轴运动指令转换为实轴操控指令；其求解进程如下：
首要；依据仿三轴加工需使机床主轴轴线与作业台平面法线平行的需求；断定主轴初始姿势At＝0；Bt＝0.并依据零件形状和加工需求断定渠道Ct坐标的最佳预置方位Ct0.
然后；在加工开端前的回来参考点操作中；将动渠道运动到At=0,Bt＝0；Ct=Ct0状况；使刀具轴线与作业台面笔直；刀具姿势At=0,Bt=0.此刻；依据动渠道的布局可得到其上6个支撑点(六驱动杆的动端点)在刀具坐标系中的初始方位pxi、pyi、pzi(i=1,2；…；6).
若k时辰；三轴插补核算发生的刀具轨道指令值为Xk、Yk、Zk；则为确保刀具姿势稳定；应使6动端点在刀具坐标系中的坐标值不变；由此可得六驱动杆的动端点在机床坐标系中的坐标值：
Xdi=Xk+Pxi
Ydi=Yk+Pyi　(i=1,2,…；6)
Zdi=Zk+Pzi　 (7)
依据上面求得的六驱动杆的动端点坐标和机床布局已知的静端点坐标；按下式即可求得k时辰各驱动杆长度的期望值；即与Xk,Yk,Zk对应的实轴坐标值： (8)
式中　Xji、Yji、Zji 六驱动杆静端点在机床坐标系中的坐标值
6　实轴空间六轴联动操控
虚轴空间刀具轨道生成是一种粗插补；当进给速度较高时；粗插补直线段会比较长.因而；为确保六驱动杆联动的平稳性；可在实轴空间进行如下精插补.
首要；经过真假映射将虚轴空间(三维空间)的插补直线段变换为实轴空间(六维空间)的直线段；其长度为： (9) 式中　Li0 粗插补周期开端时的实轴坐标值然后；求出每一精插补周期中实轴空间轨道的挪动间隔： Dl=L/(T1/T2) (10) 式中　T1、T2 粗、精插补的采样周期；ms所以；从本直线段开端到第n个精插补周期末各驱动杆的挪动量为： DLin=n×Dl×(Li-Li0)/L　　(i=1,2,…；6) (11) 进一步；由下式即可求得n时辰各驱动杆长的实践取值；即实轴运动指令值为： Lin=Li0+DLin　(i=1,2,…；6) (12) 最终；经过解耦随动操控体系［3］确保驱动杆的实践长度与期望长度共同；即可完成满意刀具轨道需求的实轴联动操控.
7　体系完成
依据所提出的办法开发了虚拟轴机床仿三轴操控体系；其根本组成如图3所示.该体系以Pentium Ⅱ微机体系为基.谄淅┱棺芟呱霞幼白孕锌⒌慕涌诳ǎ灰允迪挚刂葡低秤肭低臣涞男畔⒔换.数控体系软件由C言语+32位汇编言语混合编程完成.
该体系作业时；操作人员可经过软盘驱动器等I/O设备输入加工所需信息；并可经过体系供给的高档修正功用；对已输入的信息进行修正.机床的运转由操作人员经过核算机键盘和数控操作面板进行操控；体系运转的有关信息经过五颜六色CRT以图形和数据方法显示出来.
本体系对机床的实轴L1～L6选用高精度数字式沟通伺服体系进行驱动操控；各轴均选用闭环操控方法.检测设备选用高精度光栅；以确保实轴的位移精度.
体系中的开关量操控有些用于操控机床的逻辑次序运动；如操控刀具替换、托盘交流、主轴启停、冷却体系、行程保等环节的运转.开关量操控有些将与伺服操控相配合；共同完成机床作业进程的操控.
8　定论
虚拟轴机床具有机械布局简略、刚度高、利于完成高速加工等长处；但也存在旋转坐标有用转角小、多坐标加工时作业区域窄等缺陷.因而；应在惯例零件的高速、高效加工中发扬其优势.经过仿三轴操控；有用地减少了操控体系的复杂性；然后明显降低了机床的总成本；有利于虚拟轴机床在较大范围内推广应用.

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虚拟轴数控机床的仿三轴操控办法 （二）

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