五轴联动刀具空间半径补偿研究

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1、《机床与液压》"$$4#BK#/·BA@·五轴联动刀具空间半径补偿研究毕俊喜!，李强!，张治务!，陆启建"，刘明灯"（!#内蒙古工业大学机械学院，呼和浩特$!$$%"；"#南京四开电子企业有限公司，南京"!$$$&）摘要：五轴联动数控机床主要应用于自由曲面的加工，得到广泛的应用。但五轴联动所涉及的刀具补偿就目前所见资料而言，未能得到很好解决。本文重点分析了刀轴有两个旋转自由度（如’、(）的五轴联动的刀具补偿问题。结果表明经研制的刀具补偿模块在南京四开电子企业的五轴联动数控机床上得到较好应用。关键词：数控技术；五轴联动；刀具补偿；()*+(),中图分类号：-

2、.%/0；-1"2"#"文献标识码：’文章编号：!$$!3455!（"$$4）/3!$/3"!"#$%&’#(&)*+,-./%#0,&1*.0(#,#&2’".3!..4,.05*6#3&7*,8*09&:#’67893:;!，<6=;>9?!，@A)B.@C;3D8!，9"，<6E,;9?3GH9?"（!#IJCKKLKM,HJC>9;J>LN9?;9HHO;9?，699HO,K9?KL;>1KLPQHJC9;JE9;RHOS;QP，A8CHC>KQH$!$$%"；"#B>9F;9?ITPNLHJQOK9;JN9QHOUO;SH

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4、LP>9>LPYHGQKKLJKWUH9S>Q;K9KMM;RH3>:;S(B(W>JC;9HQKKLSDCKSHQKKL>:;SC>SQDKOKQ>OPMOHHGKWS#-CHOHS8LQSCKDSQC>QQCHWKG8LHKMQKKLJKWUH9S>Q;K9QC>QDHGHRHLKUHGC>S>?KKG>UUL;J>Q;K9;9QCHM;RH3>:;S(B(W>JC;9HSKMITP(K#;9B>9F;9?#=#>?.2),：B(QHJC9;Z8H；V;RH3>:;SL;9T>?H；-KKLJKWUH9S>Q;K9；()*+(),多坐标数控加工是一项难

5、度较大的高、精、尖技两个回转轴均为主轴头，术。现代数控机床虽然充分利用数控系统的补偿功能即主轴头具有)、’、(来提高其加工精度和动态性能，但这些补偿功能仅包三个摆动运动中的任两括了反向间隙补偿、螺距误差补偿、及热补偿功能，个。刀轴具有两个旋转在刀具补偿方面，只是在二维轮廓具有刀具半径补自由度，刀轴方向呈自偿、及刀具长度补偿。而在三维空间进行刀具补偿方由状态。例如、]、@、面，目前所见资料未能得到较好解决。特别是在五轴’、(结构形式中，’为图!联动的数控机床上，由于刀具的空间摆动自由度的出刀轴绕]轴的旋转运动轴，(为刀轴绕@轴的旋转运现，使得刀具的空间补偿

6、较难实现。动轴，如图!所示：在五轴数控系统中，有的已考虑了刀具的半径补"刀具半径补偿分析偿（-KKL[>G;8S(KWUH9S>Q;K9），也就是说，在后处理数控系统的刀具半径补偿就是将计算刀具中心轨（1KSQ1OKJHSS;9?）得到的B(程序中，就已经考虑了上迹的过程由(B(系统执行，编程员假设刀具的半径述情况，但在这种条件下，实际加工时就必须让刀为零，编程时直接按照零件的实际外形尺寸进行，而具的实际半径与编程时的刀具半径相等，否则影响零实际的刀具半径则存放在一个可编程的刀具半径偏置件的加工尺寸，甚至导致零件的彻底报废，这对于操寄存器中。在加工时，(B

7、(系统根据零件程序和刀具作者来讲，就显得非常复杂且影响加工效率，在适时半径向量自动计算刀具中心走刀轨迹。一个零件的加性方面，不能满足现代生产的需求。工程序在生成时已经考虑了刀具半径，但随着刀具在因此，为了解决上述问题，本文研究了五轴联动不断加工中，刀具会不断的磨损以致于刀具半径在减机床的一种形式（即、]、@、’、(）下的刀具空小，在这种情况下，如果不考虑半径补偿，就会影响间补偿问题。在五轴后处理得到的B(程序后，将刀加工零件的质量。如果想保证加工质量，编程人员就具的半径补偿量通过(B(控制器进行插补以得到合需要对零件的加工程序重新生成，这样虽然保证了加理

8、的B(程序，进而减少操作人员在装夹刀具时的复工零件的质量问题，但对