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2011年4月 机床与液压 Apr.2011
第39卷 第 7期 MACHINE TOOL HYDRAULICS V0I.39No.7
DOI:10.3969/j.issn.1001—3881.2011.07.011
双摆头五轴联动数控加工步长的计算
钟建琳 ,杨庆东
(北京信息科技大学机 电学院现代测控技术教育部重点实验室,北京 100192)
摘要:在分析双摆头五轴联动数控机床的特点及弧弦逼近方法的基础上,较严格地推导出了保证加工误差在给定的误
差范围内的走刀步长的计算方法。该计算方法考虑了加工所用机床的特点,能有效地保证加工精度。
关键词:五轴数控加工;双摆头;步长
中图分类号:TP391.72;TG659 文献标识码 :A 文章编号:1001—3881 (2011)7—035—3
CalculationofStepLengthforSpindle·tiltingType5-axisNumericalControlM achining
zH0NGJianlin.YANGQingdong
(KeyLaboratoryofModem MeasurementandControlTechnology,MinistryofEducation,
BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity,Beijing100192,China)
Abstract:Thecharacteristicsofspindle—tiltingtype5-axisNCmachinetoolsandthemethodinwhichcontinuoustoolpathwas印一
proximatedwithdiscretelinearsegmentswereanalyzed.Analgorithm fordeterminingrationalsteplengthsbasedonassignedaccuracy
wasderived.Thisme~odCna effectivelyguaranteethemachiningprecisionbecausetheNetom oftheusedmachinetoolsareconsidered.
Keywords:5-axisnumerical controlmachining;Spindle—tiltingtype;Step length
五轴联动数控加工是加工异型复杂零件的重要手
段 ,但在五轴数控加工中两个旋转 自由度的增加使得
刀具方向不断变化,刀具和曲面的过切干涉和碰撞干
涉时有发生,且干涉问题也比传统三轴加工方法复杂
得多。因此空间自由曲面的五轴联动数控加工多年来
(a)刀具旋转 (b)工作台旋转 (c)混合旋转
一 直是一个研究热点。
由于 目前的五轴联动数控系统一般都采用线性插 图l 五轴联动数控机床的运动方式
补,加工曲面时,需将曲面按精度要求离散成许多直 类。当前最常见的则是三个平动轴加两个转动轴的组
线段,而离散时一般多采用对走刀轨迹进行弧弦逼近 合方式 ,这样的方式可以比较 自然地从三轴平动的传
的方法,由弦弓高误差来近似确定加工误差和走刀步 统机床过渡,也方便加工各种类型的工件,同时在加
长 。但是由于曲面各点的法矢是变化的,刀具轴 工程序编制方面也相对简便一些。三平动二转动的组
线矢量也是变化的。因此,在加工曲面时,刀具接触 合方式应用在机床结构设计上主要可以分为以下三
点 (CC点)的轨迹并不是象三轴联动加工时的离散 类: (1)双摆头机床,即两个旋转轴旋转,如图1
直线段 ,而是连接此直线段两端点的一段曲线。该曲 (a)所示;(2)双转台机
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