專利名稱：基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機床技術領域，特別涉及三軸機床應用技術領域，具體是指一種基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法。
背景技術：
五軸機床，即五坐標聯(lián)動數(shù)控機床，通常用于復雜曲面加工，例如汽輪機葉片、航空發(fā)動機零件等的加工。在加工這些零件時，五軸機床的刀具垂直于工件表面，加工表面光潔度高。但是五軸機床的成本較一般的三軸機床高出很多，價格昂貴，對于操作和應用等各方面的要求都極為嚴苛，不利于大規(guī)模地推廣應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種基于三維控制的方法，在規(guī)則工件上切割，并能夠獲得與五軸機床相同的加工效果，從而有效地降低了機床成本，且操作簡便易行，應用范圍廣泛的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法。三軸機床包括旋轉軸、擺動軸和直線軸，所述的旋轉軸連接于所述的工件，用以控制所述工件的旋轉；所述的擺動軸和直線軸均連接機床刀具，用以分別控制刀具的擺動路線和切割深度。為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法包括以下步驟(I)所述的三軸機床讀取三維空間加工軌跡文件；(2)所述的三軸機床將所述的三維空間加工軌跡文件轉換為關于所述的旋轉軸、擺動軸和直線軸的機床坐標系軌跡文件；(3)所述的三軸機床根據(jù)所述的機床坐標系軌跡文件進行工件的曲面加工。該基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法中，所述的步驟(2)具體包括以下步驟(21)所述的三軸機床獲得所述的三維空間加工軌跡文件中的三維空間坐標點；(22)所述的三軸機床對由所述的三維空間坐標點構成的加工軌跡進行數(shù)據(jù)點密化；(23)所述的三軸機床將所述的經(jīng)過密化的三維空間坐標點轉化為三維球面坐標占.(24)所述的三軸機床將所述的三維球面坐標點轉化為機床坐標系切割點；(25)所述的三軸機床將所述的機床坐標系切割點存儲為機床坐標系軌跡文件。 該基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法中，所述的三軸機床對由所述的三維空間坐標點構成的加工軌跡進行數(shù)據(jù)點密化，具體為所述的三軸機床利用三維CAM軟件對由所述的三維空間坐標點構成的加工軌跡進行數(shù)據(jù)點密化。該基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法中，所述的三軸機床將所述的經(jīng)過密化的三維空間坐標點轉化為三維球面坐標點具體為所述的三軸機床將經(jīng)過密化的三維空間上的數(shù)據(jù)點(x，y，z)轉換為對應的三維球面坐標系的坐標點(r，θ，Ψ)，其中
權利要求
1.一種基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機床包括旋轉軸、擺動軸和直線軸，所述的旋轉軸連接于所述的工件，用以控制所述工件的旋轉；所述的擺動軸和直線軸均連接機床刀具，用以分別控制刀具的擺動路線和切割深度，所述的方法包括以下步驟 (1)所述的三軸機床讀取三維空間加工軌跡文件； (2)所述的三軸機床將所述的三維空間加工軌跡文件轉換為關于所述的旋轉軸、擺動軸和直線軸的機床坐標系軌跡文件； (3)所述的三軸機床根據(jù)所述的機床坐標系軌跡文件進行工件的曲面加工。
2.根據(jù)權利要求I所述的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，其特征在于，所述的步驟(2)具體包括以下步驟 (21)所述的三軸機床獲得所述的三維空間加工軌跡文件中的三維空間坐標點； (22)所述的三軸機床對由所述的三維空間坐標點構成的加工軌跡進行數(shù)據(jù)點密化； (23)所述的三軸機床將所述的經(jīng)過密化的三維空間坐標點轉化為三維球面坐標點； (24)所述的三軸機床將所述的三維球面坐標點轉化為機床坐標系切割點； (25)所述的三軸機床將所述的機床坐標系切割點存儲為機床坐標系軌跡文件。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機床對由所述的三維空間坐標點構成的加工軌跡進行數(shù)據(jù)點密化，具體為 所述的三軸機床利用三維CAM軟件對由所述的三維空間坐標點構成的加工軌跡進行數(shù)據(jù)點密化。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機床將所述的經(jīng)過密化的三維空間坐標點轉化為三維球面坐標點具體為 所述的三軸機床將經(jīng)過密化的三維空間上的數(shù)據(jù)點(X，y, Z)轉換為對應的三維球面坐標系的坐標點(r，θ，Ψ)，其中，
5.根據(jù)權利要求4所述的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機床將所述的三維球面坐標點轉化為機床坐標系切割點，具體為 將所述的三維球面坐標系坐標點中的Θ作為所述的旋轉軸的位置；以所述的三維球面坐標系坐標點中的Ψ作為所述的擺動軸的位置；并根據(jù)所述的三維球面坐標系坐標點中的r以及實際切割點的位置、球面工件的半徑和安全高度計算確定所述的直線軸的位置。
6.根據(jù)權利要求2至5中任一項所述的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機床根據(jù)所述的機床坐標系軌跡文件進行工件的曲面加工，具體為 三軸機床根據(jù)所述的機床坐標系軌跡文件中的機床坐標系切割點進行工件的曲面加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法，三軸機床包括連接于工件，并用以控制工件旋轉的旋轉軸以及連接機床刀具，并用以分別控制刀具的擺動路線和切割深度的擺動軸和直線軸，該方法在三軸機床讀取三維空間加工軌跡文件后，將三維空間坐標點進行數(shù)據(jù)點密化并轉化為三維球面坐標點，再將三維球面坐標點轉化為關于旋轉軸、擺動軸和直線軸的機床坐標系切割點，從而可以利用三軸機床根據(jù)所述的機床坐標系切割點進行規(guī)則工件的曲面加工，并獲得與五軸機床相同的加工效果，而且相較于五軸機床大幅降低了機床成本，并且本發(fā)明的基于三軸機床實現(xiàn)規(guī)則工件上進行曲面加工的方法的操作簡便易行，應用范圍也較為廣泛。
文檔編號B23Q15/013GK102632433SQ20121012304
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權日2012年4月24日
發(fā)明者孫彥春, 方敏, 湯同奎, 牟鳳林, 鄭之開, 齊偉 申請人:上海維宏電子科技股份有限公司