一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法
【專利摘要】一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法，它涉及一種銑頭的編程方法。本發(fā)明的目的則是為了解決萬能角度銑頭在使用過程中，由于采用了機(jī)床無法實現(xiàn)和定義的主軸方向而造成的數(shù)控編制的程序使機(jī)床無法實現(xiàn)的加工的問題。本發(fā)明具有以下步驟；設(shè)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(bǔ)償，執(zhí)行程序，刀具開始工作。本發(fā)明用于無法實現(xiàn)特殊角度加工的數(shù)控銑床，能夠使三軸機(jī)床實現(xiàn)四軸加工，四軸機(jī)床實現(xiàn)五軸加工，解決了萬能角度銑頭的數(shù)控編程應(yīng)用難題，拓展了機(jī)床的使用范圍。
【專利說明】一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)控編程方法，屬于萬能銑頭數(shù)控編程【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]直角銑頭是一種機(jī)床配件，也叫橫向銑頭或臥式銑頭，用于改變機(jī)床常規(guī)的主軸輸出方向，使刀具輸出與主軸呈90°角?？梢詫崿F(xiàn)機(jī)床的立臥轉(zhuǎn)換，用于加工工件的側(cè)面，減少工件裝夾次數(shù)，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，甚至可以大于90°。
[0003]數(shù)控機(jī)床在編制程序時，只能夠定義自身可實現(xiàn)的主軸方向，而萬能角度銑頭作為機(jī)床配件(通常為非標(biāo)或特殊定制)，可以實現(xiàn)任意角度的加工，但由于這些角度機(jī)床自身無法實現(xiàn)和定義，因此會造成編制的程序機(jī)床無法執(zhí)行，即使強(qiáng)制使用多軸后處理，機(jī)床也無法正確讀取程序。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的則是為了解決萬能角度銑頭在使用過程中，由于采用了機(jī)床無法實現(xiàn)和定義的主軸方向而造成的數(shù)控編制的程序使機(jī)床無法實現(xiàn)的加工的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法，具有以下步驟；
[0006]a、設(shè)定銑頭虛擬軸的理論位置，根據(jù)實際需要設(shè)定刀具軸線與水平面所成銳角α的數(shù)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(jù)角度α數(shù)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(jìn)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后，根據(jù)α數(shù)值和刀具半徑數(shù)值計算出該間隙；
[0009]d、刀具長度補(bǔ)償，根據(jù)刀尖與工件之間的間隙調(diào)整刀具的長度，從而補(bǔ)償偏擺后刀具長度的理論數(shù)值與刀具長度的實際數(shù)值之間的偏差，使刀尖與工件無縫貼合；
[0010]e、執(zhí)行程序，刀具開始工作。
[0011]根據(jù)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(shè)定虛擬軸所在的刀具長度為L’，設(shè)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(shù)值與實際刀具長度L的數(shù)值相同；
[0012]根據(jù)α值，計算出刀具與偏擺后產(chǎn)生的間隙值A(chǔ)L，并進(jìn)行刀具長度補(bǔ)償，具體步驟為:根據(jù)AL = RXsina計算出Λ L的數(shù)值，所述R為刀具半徑；最終使刀具在執(zhí)行數(shù)控程序時，切削位置能夠達(dá)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(shù)值，針對該精確間隙數(shù)值對刀具長度進(jìn)行補(bǔ)償，從而使刀尖與工件之間實現(xiàn)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(bǔ)償手工完成，所述數(shù)控編程通過軟件編程實現(xiàn)，能夠精準(zhǔn)計算加工位置，形成準(zhǔn)確的刀路路徑，得到滿意的加工結(jié)果。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:本發(fā)明將萬能角度銑頭的擺動軸，在編程時通過數(shù)學(xué)運(yùn)算，變?yōu)闄C(jī)床自身的擺動虛擬軸，使萬能角度銑頭在加工過程中能夠自由的應(yīng)用，并能通過計算實現(xiàn)軟件編程，以此來減少工件的翻轉(zhuǎn)和裝夾，最大限度的保證加工精度，提高生產(chǎn)效率，此外還可以降低機(jī)床使用成本，通過增加機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸和自由度，從而能夠使三軸機(jī)床實現(xiàn)四軸加工，四軸機(jī)床實現(xiàn)五軸加工，解決了萬能角度銑頭的數(shù)控編程應(yīng)用難題，拓展了機(jī)床的使用范圍，使簡單機(jī)床實現(xiàn)多軸機(jī)床的加工工作效果，能使加工過程中的機(jī)床使用成本相比降低30%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是萬能角度銑頭結(jié)構(gòu)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(zhí)行路徑不意圖。

【具體實施方式】
[0020]結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實施方式】:本發(fā)明的一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法，包括以下步驟:
[0021]a、設(shè)定銑頭虛擬軸的理論位置，根據(jù)實際需要設(shè)定刀具軸線與水平面所成銳角α的數(shù)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(jù)角度α數(shù)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(jìn)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后，根據(jù)α數(shù)值和刀具半徑數(shù)值R計算出刀尖與工件之間間隙AL;
[0024]d、刀具長度補(bǔ)償，根據(jù)刀尖與工件之間的間隙Λ L調(diào)整刀具的長度，從而補(bǔ)償偏擺后刀具長度的理論數(shù)值D與刀具長度的實際數(shù)值L之間的偏差，使刀尖與工件無縫貼合，最終實現(xiàn)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(zhí)行程序，刀具開始工作。
[0027]根據(jù)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(shè)定虛擬軸所在的刀具長度為L’，設(shè)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(shù)值與實際刀具長度L的數(shù)值相同。
[0028]根據(jù)α值，計算出刀具與偏擺后產(chǎn)生的間隙值A(chǔ)L，并進(jìn)行刀具長度補(bǔ)償，具體步驟為:根據(jù)AL = RXsina計算出Λ L的數(shù)值，所述R為刀具半徑，最終使刀具在執(zhí)行數(shù)控程序時，切削位置能夠達(dá)到理論值。
[0029]所述數(shù)控編程通過軟件編程實現(xiàn)，刀具的位置計算和補(bǔ)償手工完成。
[0030]在軟件中編程時則按照機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)并且后處理的方式進(jìn)行編程，得出加工時的理論刀具路徑，程序執(zhí)行時，則是用偏擺后的實際刀具來走理論刀路。
【權(quán)利要求】
1.一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法，其特征在于:具有以下步驟； a、設(shè)定銑頭虛擬軸的理論位置，根據(jù)實際需要設(shè)定刀具軸線與水平面所成銳角α的數(shù)值； b、確定刀具理論偏擺位置，根據(jù)角度α數(shù)值得出刀尖在豎直方向偏差值和水平方向的偏差值，進(jìn)而得到偏擺后刀具的理論位置； C、計算由偏擺造成的刀尖與工件之間的間隙，根據(jù)α數(shù)值和刀具半徑數(shù)值計算出該間隙； d、刀具長度補(bǔ)償，根據(jù)刀尖與工件之間的間隙調(diào)整刀具的長度，從而使刀尖與工件無縫貼合； e、執(zhí)行程序，刀具開始工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法，其特征在于:根據(jù)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(shè)定虛擬軸所在的刀具長度為L’，設(shè)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(shù)值與實際刀具長度L的數(shù)值相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種萬能角度銑頭虛擬軸數(shù)控編程方法，其特征在于:根據(jù)a值，計算出刀具與偏擺后產(chǎn)生的間隙值A(chǔ)L，并進(jìn)行刀具長度補(bǔ)償，具體步驟為:根據(jù)AL =RXsina計算出AL的數(shù)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】于世超, 金守榮, 劉明, 羅大新 申請人:航天科工哈爾濱風(fēng)華有限公司