五坐标加工中使用坐标内插法控制刀具轴向研究.pdf

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1、第8期组合机床与自动化加工技术NO．82011年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2011文章编号：1001—2265(2011)08—0039—04五坐标加工中使用坐标内插法控制刀具轴向研究张永超，于洋(1．西京学院机电工程系自动化教研室，西安710123；2．西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安710072)摘要：在五坐标加工中，刀具轴向的剧烈变化很容易伤到被加工零件的曲面，因此对刀具轴向的控制就变得尤为重要。为了解决这个问题，文章提出一

2、种控制刀具轴向光顺变化的方法，使得刀具轴向对被加工曲面几何的表现不敏感，避免刀具轴向的剧烈变化，从而达到了提高加工精度和效率的目的。最后通过实验验证了本方法在曲面加工精度上的有效性，以及达到避免刀具与零件之间干涉的目的。关键词：五坐标加工；刀具轴向光顺：CAM中图分类号：TP391．73文献标识码：AUsingCoordinatesInterpolationAlgorithmtoControlToolOrientationsin5-axisMachiningZHANGYong-chao．YUYang(1．CollegeofMechano-

3、ElectronicsEngineering，XijingInstitute，Xian710123，China；2．keyLaboratoryofMinistryofEducationforContemporaryDesignandIntegratedManufacturingTechnology，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China)Abstract：In5。axismachining，abruptchangesoftool-axisdirectionmaydeteri

4、oratethepartsurface，hencesmoothingoftooldirectionSbecomesanimportantissueundersomeconditionssuchascollisionsandgouges．Tosolvetheproblem，itisproposedthattooldirectionsshouldbevariedsmoothlyalongtoolpathsandbelesssensitivetothegeometriesofthesculpturedsurface．Inthispaper，an

5、ewtooldirectionsmoothingmethodispresentedinordertoavoidabruptorientationchanges，reducecuttingerrors，andin-creasethemachiningeficiency．Experimentalresultsshowthatmethodsachievingaccuratesurfacequality，andavoidinginterferencesbetweenthetoolandpartsurfaces．Keywords：Keywords：

6、5-axisNCmachining，Toolorientationsmoothing，CAM向修正。Lauwers进行了刀具，零件以及机床夹具0引言之间的碰撞研究，并对刀具轴向进行了规划，来避免由于自由曲面的应用越来越多，数控加工技术这些问题的发生。Hsueh提出了自动控制刀具轴的研究也越来越受到重视。由于五坐标数控机床具向的方法。Kiswanto提出了基于曲面分割的方法备更加高效和更加精确的曲面加工质量，使得在复来控制刀轴方向达到减少过切的目的。杂自由曲面的加工中，逐渐替代了传统的三坐标数本文首先分析了传统刀具轴向设计方法所存在的控机床

7、。由于五坐标机床的刀轴方向可以变化，问题，其次研究了刀轴光顺方法，提出了通过内插法来所以刀轴方向的确定非常重要，选择合适的刀轴方进行刀具轴向的控制。最后通过仿真实验对本文所提向可以避免过切、干涉，以及提高加工进度。出的算法进行验证，实验证明了本算法可以达到避免目前有关刀具轴向的研究，主要致力于避免过过切、干涉，减少切削误差，提高精度的目的。切干涉问题的发生，但是刀具轴向对于切削误差也1刀具轴向设计问题分析有很大的影响。关于刀具轴向控制的研究成果主要有，Lee通过使用快速检测的技术用于2D和五坐标机床相对于三坐标机床最大的不同就3D曲面上，

8、来判断刀具与曲面的干涉，并进行刀具轴是，五坐标机床比三坐标机床多了两个旋转轴。而收稿日期：2011—02—28：修回日期：2011—03—29作者简介：张永超(1978一)，男，陕西人，讲师，