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銑頭廠家-銑頭-振飛機械制造

一種數(shù)控角度銑頭的數(shù)控加工控制方法研究

　特殊角度頭數(shù)控控制方法研究

　　（1）控制方法研究。在具備RTCP控制的數(shù)控系統(tǒng)中，程序的旋轉(zhuǎn)控制點為刀尖點，當(dāng)各線性軸和旋轉(zhuǎn)軸同時運動時，能夠保證當(dāng)前的控制點始終為刀具的刀尖點，這種方式可以有效地簡化數(shù)控程序的編制和現(xiàn)場應(yīng)用。而角度頭刀柄五軸聯(lián)動也可以分解為回轉(zhuǎn)運動和平移運動。因此，可通過研究將角度頭的刀具尖點的數(shù)據(jù)經(jīng)相關(guān)偏移量的補償轉(zhuǎn)化，使其符合當(dāng)前五坐標(biāo)機床的控制機制。

　　以圖2所示說明，P點為主軸中心軸線與角度頭刀具中心線交點，Q的點為角度頭安裝刀具后的刀尖點，將實際刀具的編程控制點Q轉(zhuǎn)移到P點，即假想P點為當(dāng)前程序的實際加工刀具尖點，而將此過程中的轉(zhuǎn)化偏移等量值在數(shù)控程序運行階段補償。在此過程中，需要明確的是A尺寸數(shù)據(jù)、B尺寸數(shù)據(jù)以及角度頭的安裝角度，為簡化數(shù)據(jù)的處理邏輯及現(xiàn)場操作者的可操作性，將角度頭的安裝規(guī)定一個固定的方向，如約定角度頭刀具方向沿著X軸正方向。

　　除了對線性軸XYZ進(jìn)行補償外，還要考慮旋轉(zhuǎn)軸如何進(jìn)行控制的問題。在角度頭固定一個安裝角度的情況下（本文以沿著X軸正方向為討論基礎(chǔ)，在實際應(yīng)用時操作者依據(jù)此要求安裝即可），銑頭，需按照常規(guī)的五坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)軸后處理進(jìn)行計算，并按照其運動及結(jié)構(gòu)邏輯對角度頭的90°安裝方向進(jìn)行補償。

　　（2）數(shù)控程序指令實現(xiàn)。在西門子840D系統(tǒng)中，數(shù)控程序的指令定義中支持變量調(diào)用、局部變量定義及表達(dá)式計算等方式，為實現(xiàn)加工中程序調(diào)用執(zhí)行階段進(jìn)行數(shù)據(jù)補償計算提供了條件，通過參數(shù)化編程，銑頭多少錢，實現(xiàn)角度頭的數(shù)控程序自動化控制和補償。

　　在RTCP調(diào)用模式下，將圖2所示的尺寸A的數(shù)值賦值到當(dāng)前調(diào)用的刀具長度值中，用于在RTCP模式下控制P點的運動，并按90°的朝向?qū)數(shù)值進(jìn)行補償。

　　對于從角度頭刀具尖點到P點的計算，可通過定義Siemens840D系統(tǒng)中的局部變量來計算，如HeadLC，該變量賦值為90°角度頭刀柄安裝端面與機床主軸軸線的垂直距離（固定數(shù)值與當(dāng)前使用的角度頭具體值一致）+實際的刀具及刀柄長度（刀尖點到安裝面的距離），該數(shù)值應(yīng)由操作者根據(jù)現(xiàn)場實際數(shù)值進(jìn)行修改。

　　所有控制點的坐標(biāo)采用表達(dá)式的方式進(jìn)行描述，在表達(dá)式中將編程前處理APT中的當(dāng)前某點刀軸矢量也輸出到對應(yīng)軸的計算表達(dá)式中，在執(zhí)行時由控制系統(tǒng)自動計算終數(shù)據(jù)。比如可處理為如下格式：

　　DEF REAL HeadLC=211；其中的211為具體數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情況會有不同。

　　　　N26G00X=99.000+HeadLC×(-1.000)Y=0.000+HeadLC×(0.000)Z=170.000+HeadLC×(0.000)B0.000CW=0.000

　　其中，X=99.000+HeadLC×(-1.000)是X軸的補償計算表達(dá)式，99.000是被推算到P點的X軸坐標(biāo)，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（-1.000）是當(dāng)前點角度頭刀軸方向的X軸矢量分量；Y=0.000+HeadLC×(0.000)，0.000是被推算到P點的Y軸坐標(biāo)，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（0.000）是當(dāng)前點角度頭刀軸方向的Y軸矢量分量；Z=170.000+HeadLC×(0.000)，170.000是被推算到P點的Z軸坐標(biāo)，HeadLC是定義的有具體距離值的變量，（0.000）是當(dāng)前點角度頭刀軸方向的Z軸矢量分量；B0.000是當(dāng)前主軸B軸旋轉(zhuǎn)的角度，CW=0.000是當(dāng)前工作臺旋轉(zhuǎn)的角度，其中CW為該系統(tǒng)中對C軸的具體標(biāo)識。

　　（3）后處理方法實現(xiàn)。針對上述討論的實現(xiàn)方法，在開發(fā)后處理工具時主要考慮如下幾項關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

　　常規(guī)加工需要五軸聯(lián)動（也可不聯(lián)動）點插補的情況下，銑頭廠家，對于BC軸的角度的計算，限定角度頭安裝角度（此處限定在Ｘ軸正方向上），可按常規(guī)的五軸后處理算法（針對XYZBC組合）進(jìn)行處理，并在計算結(jié)果的基礎(chǔ)上補償角度頭的90°值到已得到的B軸數(shù)據(jù)中，CAM數(shù)控編程按常規(guī)五軸編制刀路軌跡，并按點插補處理APT中間文件。

　　針對某些需要局部坐標(biāo)系且刀軸方向與局部坐標(biāo)系Z軸平行的情況（如采用固定循環(huán)指令方式加工斜面或側(cè)面孔、采用圓弧指令加工圓弧等特征），可在當(dāng)前定向方向上通過使用ROT命令實現(xiàn)局部坐標(biāo)系定義，并將當(dāng)前特征加工數(shù)據(jù)經(jīng)空間變換，轉(zhuǎn)換到局部坐標(biāo)系下，實現(xiàn)特征加工，CAM數(shù)控編程按常規(guī)五軸編制刀路軌跡，并按固定循環(huán)、圓弧特征處理APT中間文件，編程實例如圖3所示。

　　以上研究成果可通過軟件開發(fā)的方式實現(xiàn)，并進(jìn)行了驗證性應(yīng)用，驗證實例如圖4所示。

 立銑頭如何進(jìn)行部件裝備工作

   立銑頭的部件裝配，主要包括傳動部件的裝配和控制主軸竄動部件的裝配以及主軸組和主軸進(jìn)出部分的裝配。下面我們來看一下立銑頭部件裝配的過程是怎樣的。

   傳動部件的裝配步驟：首先將端蓋與毛氈進(jìn)行裝配，這個過程非常簡單，實際上就是將毛氈塞入端蓋槽中就好了。然后是錐齒輪的裝配，這里需要以內(nèi)襯套作為基準(zhǔn)來進(jìn)行平鍵的裝配。之后需要按照端蓋、深溝球軸承、內(nèi)外隔套、深溝球軸承、墊圈、止動墊圈、圓螺母的順序一一裝配，擰緊止動墊圈并鎖緊。將以上安裝好的部分一起裝入軸承座內(nèi)，使用六角螺釘固定好，濰坊銑頭，裝好隔套，然后是端蓋和內(nèi)六角螺釘?shù)娜繑Q緊。以上部分安裝好以后，還需要進(jìn)行一個簡單的修整，實際上就是墊圈的調(diào)整，目的在于使兩只錐齒輪的間隙保持在0.2㎜，過程相對較為簡單。將傳動部件裝入到主軸殼體內(nèi)，錐齒輪則與另一只床身上的錐齒輪相結(jié)合，調(diào)整間隙后進(jìn)行拆除，準(zhǔn)備總裝。

   控制主軸竄動部分的裝配：首先仍然選擇一個基準(zhǔn)，這里以軸承內(nèi)襯套為基準(zhǔn)，裝入推力軸承，這里需要密切注意緊圈和松圈的位置，依次將調(diào)整墊圈、推力軸承加入，襯套以及螺母同樣裝配好。簡單的裝配后需要做一個簡單的部件檢驗，確定其緊固與否，zui后一墊圈為定位基準(zhǔn)，測量軸承內(nèi)襯套的端面，測量無誤后鎖緊圓螺母。

   主軸組裝配，自然以主軸為基準(zhǔn)，裝好端蓋、雙列短圓柱滾子軸承以及內(nèi)外襯套，裝入控制主軸竄動部分、圓螺母、軸用擋圈，一起裝入主軸套筒內(nèi)，并擰緊各螺母及端蓋螺釘。同樣需要一個簡單的部件檢驗，來驗證回轉(zhuǎn)精度大小。

   主軸進(jìn)出部分的裝配，需要二十分鐘左右的時間，依次為絲桿裝鍵、錐齒輪、推力軸承，一并裝入絲桿座，然后依次為推力軸承、墊圈、圓并帽、螺母，zui后擰緊。

   各部分裝配完開始總裝部分：

   1.將主軸部分裝入到主軸殼體內(nèi)。

   2.主軸進(jìn)出部分絲桿座與主軸殼體使用六角固定，螺母與主軸套筒固定，手輪裝配。

   3.傳動部分裝配，將其套入主軸花鍵內(nèi)，zui后使用六角螺釘一一緊固。立銑頭就裝配好了。

橫向銑頭應(yīng)用場合

       1．大型工件翻轉(zhuǎn)及重新定位困難時；

　　2．精密工件，一次性固定，需加工多個面時；

　　3．相對基準(zhǔn)面，進(jìn)行任意角度的加工時；

　　4．加工保持在一個特殊角度進(jìn)行仿形銑銷，如球頭端銑加工時；

　　5．孔中孔，銑頭或者其它工具無法探進(jìn)孔中加工小孔時；

　　6．加工中心無法加工的斜孔、斜槽等，如發(fā)動機、箱殼內(nèi)部孔

      1．大型工件翻轉(zhuǎn)及重新定位困難時；

　　2．精密工件，一次性固定，需加工多個面時；

　　3．相對基準(zhǔn)面，進(jìn)行任意角度的加工時；

　　4．加工保持在一個特殊角度進(jìn)行仿形銑銷，如球頭端銑加工時；

　　5．孔中孔，銑頭或者其它工具無法探進(jìn)孔中加工小孔時；

　　6．加工中心無法加工的斜孔、斜槽等，如發(fā)動機、箱殼內(nèi)部孔