Tool Orientation Optimization and Path Planning for 5-Axis Machining

Tool path generation is a fundamental problem in 5-axis CNC machining, which consists of tool orientation planning and cutter-contact(CC) point planning. The planning strategy highly depends on the type of tool cutters. For ball-end cutters, the tool orientation and CC point location can be planned separately;while for flat end cutters, the two are highly dependent on each other. This paper generates a smooth tool path of workpiece surfaces for flat end mills from two stages: Computing smooth tool orientations on the surface without gouging and collisions and then designing the CC point path. By solving the tool posture optimization problem the authors achieve both the path smoothness and the machining efficiency. Experimental results are provided to show the effectiveness of the method.

基于球杆仪的三轴数控机床热误差检测方法

热误差是影响机床加工精度的主要误差项.为了快速检测机床自身热误差,在研究机床综合误差和球杆仪检测原理的基础上,提出了一种快速有效的检测方法———球杆仪法.通过建立三轴数控机床的几何误差和热误差的综合误差模型,提出机床的几何误差和热误差的检测及分离方法,并对影响加工精度较大的主轴与Z导轨的平行度误差、标尺热变形导致的比例误差以及滚珠丝杠变形导致的周期性误差等主要热误差项进行了球杆仪圆轨迹测试法的模拟仿真,通过进行球杆仪检测实验,测得机床空载时的主轴端热漂移误差,得到其变化规律曲线.相对于传统热误差检测法,该方法简捷有效.

基于G代码修改的数控机床几何误差补偿方法

为减小数控机床的空间运动定位误差,研究了一种基于G代码修改的几何误差补偿方法。以多体系统理论为基础,构建起多轴数控机床的通用误差模型,并据此建立了三轴数控机床空间误差模型。提出三维空间内任意直线轨迹的直线插补补偿算法和可提高圆心位置精度的平面内圆弧插补补偿算法,且这2种补偿算法都可分别设定不同的插补精度。采用修改G代码方式实现补偿方法的通用性,在XZOY型三轴数控机床上开展了误差补偿实验,验证了其有效性。

基于多体系统理论的三轴数控机床误差补偿模型

对多体系统理论进行了介绍、探讨和研究,并运用多体系统理论建立了三轴数控机床的误差补偿模型,以期对数控机床误差的软件补偿方法有所帮助。

加工螺旋面的成形盘铣刀刃磨原理及应用

针对可重磨成形盘铣刀刃形曲面复杂,在普通三轴联动数控机床上存在着难以加工的问题。依据空间坐标变换,得到砂轮磨削成形盘铣刀复杂空间刃形的数学模型,提出了一种在普通三轴联动数控机床上磨削自由曲线的刀具路径生成方法,先将刀盘复杂刃形曲线法矢投影与磨削位置砂轮接触点所在平面法矢投影匹配,再将刀盘上的刃形坐标点与砂轮上的接触点高阶匹配,求解得到砂轮运动轨迹点坐标。砂轮沿着该轨迹点运动包络出的刃形原理误差小于0.6μm,满足磨削加工要求。磨削和铣削结果表明,所采用加工方法在普通三轴联动数控机床上可满足盘铣刀任意复杂刃形的磨削。