一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法

2023-04-25 02:17:54 2

一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法
【專利摘要】一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，它涉及一種銑頭的編程方法。本發明的目的則是為了解決萬能角度銑頭在使用過程中，由於採用了工具機無法實現和定義的主軸方向而造成的數控編制的程序使工具機無法實現的加工的問題。本發明具有以下步驟；設定銑頭虛擬軸的理論位置，確定刀具理論偏擺位置，計算刀尖與工件之間的縫隙，刀具長度補償，執行程序，刀具開始工作。本發明用於無法實現特殊角度加工的數控銑床，能夠使三軸工具機實現四軸加工，四軸工具機實現五軸加工，解決了萬能角度銑頭的數控編程應用難題，拓展了工具機的使用範圍。
【專利說明】一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種銑頭的編程方法，具體涉及一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，屬於萬能銑頭數控編程【技術領域】。

【背景技術】
[0002]直角銑頭是一種工具機配件，也叫橫向銑頭或臥式銑頭，用於改變工具機常規的主軸輸出方向，使刀具輸出與主軸呈90°角。可以實現工具機的立臥轉換，用於加工工件的側面，減少工件裝夾次數，提高加工精度和效率。而萬能角度銑頭(見圖1)則能夠使刀具輸出軸與主軸呈任意角度，甚至可以大於90°。
[0003]數控工具機在編製程序時，只能夠定義自身可實現的主軸方向，而萬能角度銑頭作為工具機配件(通常為非標或特殊定製)，可以實現任意角度的加工，但由於這些角度工具機自身無法實現和定義，因此會造成編制的程序工具機無法執行，即使強制使用多軸後處理，工具機也無法正確讀取程序。


【發明內容】

[0004]本發明的目的則是為了解決萬能角度銑頭在使用過程中，由於採用了工具機無法實現和定義的主軸方向而造成的數控編制的程序使工具機無法實現的加工的問題。
[0005]本發明的技術方案是:一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，具有以下步驟；
[0006]a、設定銑頭虛擬軸的理論位置，根據實際需要設定刀具軸線與水平面所成銳角α的數值，此時的刀具軸線位置為虛擬軸的理論位置；
[0007]b、確定刀具理論偏擺位置，根據角度α數值得出刀尖在豎直方向偏差值和水平方向的偏差值，從而確定刀尖的位置，進而得到刀具的理論偏擺位置；
[0008]C、計算由偏擺造成的刀尖與工件之間的間隙，刀具的理論偏擺位置確定後，根據α數值和刀具半徑數值計算出該間隙；
[0009]d、刀具長度補償，根據刀尖與工件之間的間隙調整刀具的長度，從而補償偏擺後刀具長度的理論數值與刀具長度的實際數值之間的偏差，使刀尖與工件無縫貼合；
[0010]e、執行程序，刀具開始工作。
[0011]根據偏擺的實際角度α，確定刀具在水平和豎直方向的偏差值，具體步驟為:設定虛擬軸所在的刀具長度為L』，設定刀尖在豎直方向偏差值為ΛΥ，在水平方向的偏差值為Λ X，刀具的理論偏擺位置計算公式為:ΛΧ = L』 Xsina Xtana，ΛΥ = L』 Xsina，其中虛擬軸所在的刀具長度L』的數值與實際刀具長度L的數值相同；
[0012]根據α值，計算出刀具與偏擺後產生的間隙值AL，並進行刀具長度補償，具體步驟為:根據AL = RXsina計算出Λ L的數值，所述R為刀具半徑；最終使刀具在執行數控程序時，切削位置能夠達到理論值。
[0013]實際刀具按精確的理論偏擺路徑偏擺，從而能夠保證得到計算刀尖與工件之間的精確間隙數值，針對該精確間隙數值對刀具長度進行補償，從而使刀尖與工件之間實現無縫貼合，使工作效果更佳精確。
[0014]所述刀具的位置計算和補償手工完成，所述數控編程通過軟體編程實現，能夠精準計算加工位置，形成準確的刀路路徑，得到滿意的加工結果。
[0015]本發明與現有技術相比具有以下效果:本發明將萬能角度銑頭的擺動軸，在編程時通過數學運算，變為工具機自身的擺動虛擬軸，使萬能角度銑頭在加工過程中能夠自由的應用，並能通過計算實現軟體編程，以此來減少工件的翻轉和裝夾，最大限度的保證加工精度，提高生產效率，此外還可以降低工具機使用成本，通過增加工具機的旋轉軸和自由度，從而能夠使三軸工具機實現四軸加工，四軸工具機實現五軸加工，解決了萬能角度銑頭的數控編程應用難題，拓展了工具機的使用範圍，使簡單工具機實現多軸工具機的加工工作效果，能使加工過程中的工具機使用成本相比降低30%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是萬能角度銑頭結構示意圖；
[0017]圖2是刀具偏擺位置示意圖；
[0018]圖3是刀具理論路徑不意圖；
[0019]圖4是刀具實際執行路徑不意圖。

【具體實施方式】
[0020]結合【專利附圖】

【附圖說明】本發明的【具體實施方式】:本發明的一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，包括以下步驟:
[0021]a、設定銑頭虛擬軸的理論位置，根據實際需要設定刀具軸線與水平面所成銳角α的數值，此時的刀具軸線位置為虛擬軸的理論位置；
[0022]b、確定刀具理論偏擺位置，根據角度α數值和虛擬軸所在的刀具長度L』得出刀尖在豎直方向偏差值ΛΥ和水平方向的偏差值ΛΧ，從而確定刀尖的位置，進而得到刀具的理論偏擺位置；
[0023]C、計算由偏擺造成的刀尖與工件之間的間隙AL，刀具的理論偏擺位置確定後，根據α數值和刀具半徑數值R計算出刀尖與工件之間間隙AL;
[0024]d、刀具長度補償，根據刀尖與工件之間的間隙Λ L調整刀具的長度，從而補償偏擺後刀具長度的理論數值D與刀具長度的實際數值L之間的偏差，使刀尖與工件無縫貼合，最終實現以虛擬的方式完成特殊角度的加工；
[0025]計算公式為:D = L+AL ;
[0026]e、執行程序，刀具開始工作。
[0027]根據偏擺的實際角度α，確定刀具在水平和豎直方向的偏差值，具體步驟為:設定虛擬軸所在的刀具長度為L』，設定刀尖在豎直方向偏差值為ΛΥ，在水平方向的偏差值為Λ X，刀具的理論偏擺位置計算公式為:ΛΧ = L』 Xsina Xtana，ΛΥ = L』 Xsina，其中虛擬軸所在的刀具長度L』的數值與實際刀具長度L的數值相同。
[0028]根據α值，計算出刀具與偏擺後產生的間隙值AL，並進行刀具長度補償，具體步驟為:根據AL = RXsina計算出Λ L的數值，所述R為刀具半徑，最終使刀具在執行數控程序時，切削位置能夠達到理論值。
[0029]所述數控編程通過軟體編程實現，刀具的位置計算和補償手工完成。
[0030]在軟體中編程時則按照工具機能夠實現並且後處理的方式進行編程，得出加工時的理論刀具路徑，程序執行時，則是用偏擺後的實際刀具來走理論刀路。
【權利要求】
1.一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，其特徵在於:具有以下步驟； a、設定銑頭虛擬軸的理論位置，根據實際需要設定刀具軸線與水平面所成銳角α的數值； b、確定刀具理論偏擺位置，根據角度α數值得出刀尖在豎直方向偏差值和水平方向的偏差值，進而得到偏擺後刀具的理論位置； C、計算由偏擺造成的刀尖與工件之間的間隙，根據α數值和刀具半徑數值計算出該間隙； d、刀具長度補償，根據刀尖與工件之間的間隙調整刀具的長度，從而使刀尖與工件無縫貼合； e、執行程序，刀具開始工作。
2.根據權利要求1所述一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，其特徵在於:根據偏擺的實際角度α，確定刀具在水平和豎直方向的偏差值，具體步驟為:設定虛擬軸所在的刀具長度為L』，設定刀尖在豎直方向偏差值為Λ Y，在水平方向的偏差值為ΛΧ，刀具的理論偏擺位置計算公式為:ΔΧ = L』 Xsina Xtana，ΔΥ = L』 X sin a，其中虛擬軸所在的刀具長度L』的數值與實際刀具長度L的數值相同。
3.根據權利要求1所述一種萬能角度銑頭虛擬軸數控編程方法，其特徵在於:根據a值，計算出刀具與偏擺後產生的間隙值AL，並進行刀具長度補償，具體步驟為:根據AL =RXsina計算出AL的數值，所述R為刀具半徑。
【文檔編號】G05B19/4093GK104281097SQ201410587114
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】於世超, 金守榮, 劉明, 羅大新 申請人:航天科工哈爾濱風華有限公司