五轴联动加工数控机床的运动控制

日期:2021-11-19 00:00:00 阅读:94

五轴联动加工数控机床的几何模型反映了其静态结构,拓扑链反映了其层次关系,然而在加工仿真过程中机床各部件还要根据运动指令进行相应的平移或旋转运动。要实现正确的运动则需对虚拟机床进行运动分析,建立运动模型。


五轴联动加工

五轴联动加工 

1.运动分析

 

五轴联动加工数控机床运动模型具有以下特点:

 

a.机床的各部件都具有一定的运动范围,即行程;

 

b.每个运动部件最多存在一个方向的自由度,即单一的平移或旋转,通过各个部件的联动实现五轴数控加工

 

c.机床各运动部件之间具有严格的子父关系,即某一部件运动时其下的所有子部件将跟随起运动。

 

2.坐标系

 

五轴联动加工数控机床的运动结果是由种坐标系综合变换的结果,主要包括:绝对坐标系、机床坐标系、工件坐标系以及各部件的局部坐标系。

 

a.绝对坐标系。绝对坐标系也称世界坐标系,是系统虚报场景的默认坐标系,也是唯一不变的坐标系,主要用于进行视图变换。

 

b.机床坐标系。机床坐标系是以机床原点0为原点建立的右手笛卡尔坐标系。

 

c.工件坐标系。工件坐标系是固定于工件上的笛卡尔坐标系,是编程人员在编制程序时根据具体情况设定的坐标系,其与机床坐标系之间有相对确定的位置关系。

 

d.局部坐标系。五轴加工数控机床上的各个部件有自身的坐标系,它反映了各零部件的相对位置与方向。

 

3.运动实现

 

机床运动是根据运动指令中的运动位置,进行一系列的坐标位置变换,对机床相应部件的姿态位置进行更新,同时更新当前刀具的姿态位置。

 

根据以上特点,五轴加工机床运动过程可以理解为将工件坐标系下的运动指令通过一系列姿态变换,最终得到其在自身局部坐标系下的运动量(平移或旋转),然后更新相应部件模型的姿态位置,实现机床运动。