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  • 在五轴数控切削工件表面的过程中会产生温升、力、振动等。...为了解决这些问题,开发了一种五轴数控加工测试平台,并对温度、力、振动对加工过程中的影响进行了分析。为进一步的提高五轴数控加工精度提供了测试平台。
  • 五轴数控加工编程后置处理技术研究 五轴数控加工编程后置处理技术研究
  • 介绍了某深凹曲面零件的五轴数控编程过程及相关知识,将待加工面设为驱动几何体,将投影矢量设为刀轴方向,同时将刀轴相对于ZM轴侧倾-20°,生成的刀路轨迹工作效率高,充分发挥了刀具的切削速度,同时避免了干涉。...
  • 针对大型水轮机叶片的五轴联动数控加工要求,制定出适合国内技术条件的工艺规划。提出在计算叶片五轴联动加工刀位时采用等残余高度刀位规划,并考虑三维非线性误差来计算走刀步长的刀位轨迹生成策略。为了避免刀具...
  • 介绍了UG后处理开发的方法,以一个典型的A、B摆角的五轴FANUC系统数控龙门铣床为例,设定了机床参数、程序和刀轨参数,叙述了刀库后处理方法。指出了普通的UG NX/Post Builder产生的后处理文件不符合要求时,可利用...
  • 几十年来, 人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的唯一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题, 就会求诸五轴加工技术。 五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术,...

    五轴技术的发展

    几十年来, 人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的唯一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题, 就会求诸五轴加工技术。

    五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术, 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体, 应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化技术水平。

    与三轴联动的数控加工相比, 从工艺和编程的角度来看, 对复杂曲面采用五轴数控加工有以下优点:

    (1)提高加工质量和效率

    (2)扩大工艺范围

    (3)满足复合化发展新方向

    但是,哈哈,又但是了。。。五轴数控加工由于干涉和刀具在加工空间的位姿控制,其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。

    RTCP,解释一下,Fidia的RTCP是“Rotational Tool Center Point”的缩写,字面意思是“旋转刀具中心”,业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”,也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”,其实这只是RTCP的结果。

    从Fidia的RTCP的字面含义看,假设以手动方式定点执行RTCP功能,刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点将维持不变,此时刀具中心点落在刀具与工件表面实际接触点处的法线上,而刀柄将围绕刀具中心点旋转,对于球头刀而言,刀具中心点就是数控代码的目标轨迹点。

    不具备RTCP的五轴机床和数控系统必须依靠CAM编程和后处理,事先规划好刀路,同样一个零件,机床换了,或者刀具换了,就必须重新进行CAM编程和后处理,因而只能被称作假五轴,国内很多五轴数控机床和系统都属于这类假五轴。

    这是通俗的说法,并不是规范的说法,一般说来,五轴机床分两种:一种是五轴联动,即五个轴都可以同时联动,另外一种是五轴定位加工,实际上是五轴三联动:即两个旋转轴旋转定位,只有3个轴可以同时联动加工,这种俗称3+2模式的五轴机床,也可以理解为假五轴。

    发展五轴数控技术的难点及阻力

    大家早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。

    1.五轴数控编程抽象、操作困难

    这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。三轴机床只有直线坐标轴, 而五轴数控机床结构形式多样;同一段NC 代码可以在不同的三轴数控机床上获得同样的加工效果, 但某一种五轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的五轴机床。

    五轴数控加工的操作和编程技能密切相关, 如果用户为机床增添了特殊功能, 则编程和操作会更复杂。只有反复实践, 编程及操作人员才能掌握必备的知识和技能。

    2.对NC 插补控制器、伺服驱动系统要求十分严格

    五轴机床的运动是五个坐标轴运动的合成。旋转坐标的加入, 不但加重了插补运算的负担, 而且旋转坐标的微小误差就会大幅度降低加工精度。

    3.五轴数控的NC 程序校验尤为重要

    要提高机械加工效率,迫切要求淘汰传统的“试切法”校验方式 。在五轴数控加工当中,NC 程序的校验工作也变得十分重要, 因为通常采用五轴数控机床加工的工件价格十分昂贵, 而且碰撞是五轴数控加工中的常见问题:刀具切入工件;刀具以极高的速度碰撞到工件;刀具和机床、夹具及其他加工范围内的设备相碰撞;机床上的移动件和固定件或工件相碰撞。

    如果CAM 系统检测到错误, 可以立即对刀具轨迹进行处理;但如果在加工过程中发现NC 程序错误,不能像在三轴数控中那样直接对刀具轨迹进行修改。

    三轴机床上, 机床操作者可以直接对刀具半径等参数进行修改。而在五轴加工中, 情况就不那么简单了,因为刀具尺寸和位置的变化对后续旋转运动轨迹有直接影响。

    4.刀具半径补偿

    在五轴联动NC 程序中, 刀具长度补偿功能仍然有效, 而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时, 需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC 系统均无法完成刀具半径补偿,因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。

    针对这个问题, 挪威研究人员正在开发一种临时解决方案, 叫做LCOPS(Low Cost Optimized ProductionStrategy , 低耗最优生产策略)。刀具轨迹修正所需数据由CNC 应用程序输送到CAM 系统, 并将计算所得刀具轨迹直接送往控制器。LCOPS 需要第三方提供CAM 软件, 能够直接连接到CNC 机床, 其间传送的是CAM 系统文件而不是ISO 代码。

    5.后置处理器

    五轴机床和三轴机床不同之处在于它还有两个旋转坐标, 刀具位置从工件坐标系向机床坐标系转换, 中间要经过几次坐标变换。利用市场上流行的后置处理器生成器, 只需输入机床的基本参数, 就能够产生三轴数控机床的后置处理器。

    三轴联动时, 刀具的轨迹中不必考虑工件原点在机床工作台的位置, 后置处理器能够自动处理工件坐标系和机床坐标系的关系。对于五轴联动, 例如在XYZBC 五轴联动的卧式铣床上加工时, 工件在C 转台上位置尺寸以及B 、C 转台相互之间的位置尺寸, 产生刀具轨迹时都必须加以考虑。工人通常在装夹工件时要耗费大量时间来处理这些位置关系。

    6.非线性误差和奇异性问题

    由于旋转坐标的引入, 五轴数控机床的运动学比三轴机床要复杂得多。和旋转有关的第一个问题是非线性误差。非线性误差应归属于编程误差, 可以通过缩小步距加以控制。在前置计算阶段, 编程者无法得知非线性误差的大小, 只有通过后置处理器生成机床程序后, 非线性误差才有可能计算出来。刀具轨迹线性化可以解决这个问题。

    旋转轴引起的另一个问题是奇异性。如果奇异点处在旋转轴的极限位置处, 则在奇异点附近若有很小振荡都会导致旋转轴的180°翻转, 这种情况相当危险。

    展开全文
  • 几十年来, 人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的唯一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题, 就会求诸五轴加工技术。 五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术,...

    五轴技术的发展

    几十年来, 人们普遍认为五轴数控加工技术是加工连续、平滑、复杂曲面的唯一手段。一旦人们在设计、制造复杂曲面遇到无法解决的难题, 就会求诸五轴加工技术。

    五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术, 它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体, 应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化技术水平。

    与三轴联动的数控加工相比, 从工艺和编程的角度来看, 对复杂曲面采用五轴数控加工有以下优点:

    (1)提高加工质量和效率

    (2)扩大工艺范围

    (3)满足复合化发展新方向

    但是,哈哈,又但是了。。。五轴数控加工由于干涉和刀具在加工空间的位姿控制,其数控编程、数控系统和机床结构远比三轴机床复杂得多。

    RTCP,解释一下,Fidia的RTCP是“Rotational Tool Center Point”的缩写,字面意思是“旋转刀具中心”,业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”,也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”,其实这只是RTCP的结果。

    从Fidia的RTCP的字面含义看,假设以手动方式定点执行RTCP功能,刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点将维持不变,此时刀具中心点落在刀具与工件表面实际接触点处的法线上,而刀柄将围绕刀具中心点旋转,对于球头刀而言,刀具中心点就是数控代码的目标轨迹点。

    不具备RTCP的五轴机床和数控系统必须依靠CAM编程和后处理,事先规划好刀路,同样一个零件,机床换了,或者刀具换了,就必须重新进行CAM编程和后处理,因而只能被称作假五轴,国内很多五轴数控机床和系统都属于这类假五轴。

    这是通俗的说法,并不是规范的说法,一般说来,五轴机床分两种:一种是五轴联动,即五个轴都可以同时联动,另外一种是五轴定位加工,实际上是五轴三联动:即两个旋转轴旋转定位,只有3个轴可以同时联动加工,这种俗称3+2模式的五轴机床,也可以理解为假五轴。

    发展五轴数控技术的难点及阻力

    大家早已认识到五轴数控技术的优越性和重要性。

    1.五轴数控编程抽象、操作困难

    这是每一个传统数控编程人员都深感头疼的问题。三轴机床只有直线坐标轴, 而五轴数控机床结构形式多样;同一段NC 代码可以在不同的三轴数控机床上获得同样的加工效果, 但某一种五轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的五轴机床。

    五轴数控加工的操作和编程技能密切相关, 如果用户为机床增添了特殊功能, 则编程和操作会更复杂。只有反复实践, 编程及操作人员才能掌握必备的知识和技能。

    2.对NC 插补控制器、伺服驱动系统要求十分严格

    五轴机床的运动是五个坐标轴运动的合成。旋转坐标的加入, 不但加重了插补运算的负担, 而且旋转坐标的微小误差就会大幅度降低加工精度。

    3.五轴数控的NC 程序校验尤为重要

    要提高机械加工效率,迫切要求淘汰传统的“试切法”校验方式 。在五轴数控加工当中,NC 程序的校验工作也变得十分重要, 因为通常采用五轴数控机床加工的工件价格十分昂贵, 而且碰撞是五轴数控加工中的常见问题:刀具切入工件;刀具以极高的速度碰撞到工件;刀具和机床、夹具及其他加工范围内的设备相碰撞;机床上的移动件和固定件或工件相碰撞。

    如果CAM 系统检测到错误, 可以立即对刀具轨迹进行处理;但如果在加工过程中发现NC 程序错误,不能像在三轴数控中那样直接对刀具轨迹进行修改。

    三轴机床上, 机床操作者可以直接对刀具半径等参数进行修改。而在五轴加工中, 情况就不那么简单了,因为刀具尺寸和位置的变化对后续旋转运动轨迹有直接影响。

    4.刀具半径补偿

    在五轴联动NC 程序中, 刀具长度补偿功能仍然有效, 而刀具半径补偿却失效了。以圆柱铣刀进行接触成形铣削时, 需要对不同直径的刀具编制不同的程序。目前流行的CNC 系统均无法完成刀具半径补偿,因为ISO文件中没有提供足够的数据对刀具位置进行重新计算。

    针对这个问题, 挪威研究人员正在开发一种临时解决方案, 叫做LCOPS(Low Cost Optimized ProductionStrategy , 低耗最优生产策略)。刀具轨迹修正所需数据由CNC 应用程序输送到CAM 系统, 并将计算所得刀具轨迹直接送往控制器。LCOPS 需要第三方提供CAM 软件, 能够直接连接到CNC 机床, 其间传送的是CAM 系统文件而不是ISO 代码。

    5.后置处理器

    五轴机床和三轴机床不同之处在于它还有两个旋转坐标, 刀具位置从工件坐标系向机床坐标系转换, 中间要经过几次坐标变换。利用市场上流行的后置处理器生成器, 只需输入机床的基本参数, 就能够产生三轴数控机床的后置处理器。

    三轴联动时, 刀具的轨迹中不必考虑工件原点在机床工作台的位置, 后置处理器能够自动处理工件坐标系和机床坐标系的关系。对于五轴联动, 例如在XYZBC 五轴联动的卧式铣床上加工时, 工件在C 转台上位置尺寸以及B 、C 转台相互之间的位置尺寸, 产生刀具轨迹时都必须加以考虑。工人通常在装夹工件时要耗费大量时间来处理这些位置关系。

    6.非线性误差和奇异性问题

    由于旋转坐标的引入, 五轴数控机床的运动学比三轴机床要复杂得多。和旋转有关的第一个问题是非线性误差。非线性误差应归属于编程误差, 可以通过缩小步距加以控制。在前置计算阶段, 编程者无法得知非线性误差的大小, 只有通过后置处理器生成机床程序后, 非线性误差才有可能计算出来。刀具轨迹线性化可以解决这个问题。

    旋转轴引起的另一个问题是奇异性。如果奇异点处在旋转轴的极限位置处, 则在奇异点附近若有很小振荡都会导致旋转轴的180°翻转, 这种情况相当危险。

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  • 针对复杂腔槽多轴数控加工的干涉问题进行了分析研究,进而给出腔槽侧面及底面无干涉刀位的计算方法。对于开口槽侧面边缘处的加工,通过检验侧面边缘与刀轴的干涉而确定粗加工走刀终止条件;对于腔槽底面加工,提出了...
  • 提出用8样条表示五轴加工中刀具扫掠轮廓线的算法。首先根据轮廓线的显式方程计算其二阶导矢,然后基于二阶导矢界估算轮廓线上的采样点数,接着通过B样条插值、节点消去和组合等曲线近似技术求得B样条曲线。所得的...
  • 描述了以三维激光振镜系统和两轴数控回转台而构成的五轴数控三维曲面激光技术的基本原理,阐述了二维(2D)矢量纹理的纹理映射技术方法,论述了适用于五轴数控加工的整体分割技术方法和五轴数控加工等关键技术。...
  • 基于840D数控系统实现五轴联动数控电解加工复杂构件,实现机床的五轴联动控制,电解液系统控制,电解电源控制等。
  • 五轴数控铣削加工后置处理及加工编程研究. 五轴数控铣削加工后置处理及加工编程研究.
  • 五轴联动数控加工后置处理研究. 五轴联动数控加工后置处理研究.
  • 针对具有分流叶片的整体叶轮五轴数控加工,提出了一种刀位轨迹规划方法.采用偏置轮毂面分层加工方法对整体叶轮进行粗加工刀位轨迹规划,根据叶轮流道的几何特征,将叶轮的1个粗加工区域分成5个加工单元.在每个加工...
  • 精铣叶片和轮毂采用五轴联动加工,并对B轴和C轴的转动范围进行控制,避免在机床负载最大的位姿进行加工。编程采用UG软件进行刀轨生成,利用专用后处理器进行后置并生成G代码。采用Veri Cut进行加工仿真,并对G代码进行...
  • 针对具有分流叶片的整体叶轮五轴数控加工,提出了一种刀位轨迹规划方法.采用偏置轮毂面分层加工方法对整体叶轮进行粗加工刀位轨迹规划,根据叶轮流道的几何特征,将叶轮的1个粗加工区域分成5个加工单元.在每个加工...
  • 已有的五轴联动数控加工系统往往忽略刀轴矢量插补问题,只是简单地通过对线性轴进行插补、对旋转轴进行跟随的方式来实现刀具轨迹的控制,导致产生非线性误差和刀具碰撞与干涉等问题。为此,提出一种基于刀轴矢量插补...
  • 五轴联动数控加工中的刀具补偿方法
  • 这个是目前最小的设计最合理的五轴雕刻机设计图纸 ,这个雕刻进行了轻量化的设计,可以提供大学生参考和机械设计相关人士的参考,这个图纸我没有设计电控部分,全都是机械部分,用的都是微型的步进电机
  • 针对传统五轴数控机床体积庞大、价格昂贵的弊端,自主开发出带有X、Y、Z直线运动轴,B、C两个旋转轴的微型五轴数控系统。基于VERICT数控加工仿真平台构建微型五轴机床的虚拟仿真系统,并以一叶轮零件为加工样件进行仿真...
  • 五轴联动数控加工中心C角超程回摆问题的探索
  • 特殊铣头五轴数控机床后置处理算法及应用,胡自化,易鑫,为提高加工效率、充分发挥五轴联动机床的功能,在分析带倾斜摆动铣头及带角度铣头五轴数控机床结构特点的基础上,详细推导了其后
  • 瑞士GF公司的五轴加工中心,型号HEM_500U,这个五轴加工中心的数控系统为海德汉530系统。这个后置处理程序为Hypermill五轴后置处理程序,正版软件带来的。
  • 瑞士GF公司的五轴加工中心,型号HEM_700U,这个五轴加工中心的数控系统为海德汉530系统。这个后置处理程序为Powermill五轴后置处理程序,pmoptz格式,与500U后置的区别是,这个后置处理支持循环19。
  • CAXA制造工程师五轴加工中心数控编程中的坐标变换
  • 设计了CNC450V五轴数控电火花成型机床。该机床在X、Y、Z三个直线运动轴的基础上,增加了主轴绕X轴和Y轴的旋转,从而构成五轴运动系统。在研究分析国内外同类机床的基础上,对机床的总体结构进行了设计,并对机床主要部件...
  • 五轴数控卷簧机控制系统设计与实现 东南大学计算机系(南京210096)丁士德 1 引 言 弹簧是机械行业的通用零部件,用途十分广泛。工业的发展,刺激了弹簧的需求,同时也对弹簧加工设备提出了更高的要求。以往的...
  • PowerMILL四轴五轴编程加工视频教程 pm4轴5轴数控编程 链接:https://pan.baidu.com/s/1qMI4obHhRlZnDrpB_WdhvQ 提取码:drcf

    PowerMILL四轴五轴编程加工视频教程 pm4轴5轴数控编程
    链接:https://pan.baidu.com/s/1qMI4obHhRlZnDrpB_WdhvQ
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  • 为了提高五轴数控机床的加工精度,对双摆头五轴数控机床RTCP(rotation tool center point)模块的误差进行了分析.以多体系统运动学理论为基础,结合刚体六自由度假设理论,建立了误差分析模型.对旋转运动引起的 ...
  • 原 理 介 绍 目录: 1.1 介绍 1.2 模具加工的需求 1.3 3 ,3+2 或 5 铣削加工方式 1.4 运动形式 1.5 CNC 独立编程 1.6 刀具半径补偿原理 1.7 什么是框架结构 1.8 精度, 速度和表面精度 1.9 模具加工 CNC 程序的...

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五轴数控加工