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銑頭-振飛機械制造-銑頭視頻

一種數控角度銑頭的數控加工控制方法研究

　特殊角度頭數控控制方法研究

　　（1）控制方法研究。在具備RTCP控制的數控系統中，銑頭生產廠家，程序的旋轉控制點為刀尖點，當各線性軸和旋轉軸同時運動時，能夠保證當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控程序的編制和現場應用。而角度頭刀柄五軸聯動也可以分解為回轉運動和平移運動。因此，可通過研究將角度頭的刀具尖點的數據經相關偏移量的補償轉化，使其符合當前五坐標機床的控制機制。

　　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轉移到P點，即假想P點為當前程序的實際加工刀具尖點，而將此過程中的轉化偏移等量值在數控程序運行階段補償。在此過程中，需要明確的是A尺寸數據、B尺寸數據以及角度頭的安裝角度，為簡化數據的處理邏輯及現場操作者的可操作性，將角度頭的安裝規定一個固定的方向，如約定角度頭刀具方向沿著X軸正方向。

　　除了對線性軸XYZ進行補償外，還要考慮旋轉軸如何進行控制的問題。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，在實際應用時操作者依據此要求安裝即可），銑頭哪家好，需按照常規的五坐標旋轉軸后處理進行計算，并按照其運動及結構邏輯對角度頭的90°安裝方向進行補償。

　　（2）數控程序指令實現。在西門子840D系統中，數控程序的指令定義中支持變量調用、局部變量定義及表達式計算等方式，為實現加工中程序調用執行階段進行數據補償計算提供了條件，通過參數化編程，實現角度頭的數控程序自動化控制和補償。

　　在RTCP調用模式下，將圖2所示的尺寸A的數值賦值到當前調用的刀具長度值中，用于在RTCP模式下控制P點的運動，并按90°的朝向對B數值進行補償。

　　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（固定數值與當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），該數值應由操作者根據現場實際數值進行修改。

　　所有控制點的坐標采用表達式的方式進行描述，在表達式中將編程前處理APT中的當前某點刀軸矢量也輸出到對應軸的計算表達式中，在執行時由控制系統自動計算終數據。比如可處理為如下格式：

　　DEF REAL HeadLC=211；其中的211為具體數據，根據實際情況會有不同。

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

　　（3）后處理方法實現。針對上述討論的實現方法，在開發后處理工具時主要考慮如下幾項關鍵環節：

　　常規加工需要五軸聯動（也可不聯動）點插補的情況下，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），可按常規的五軸后處理算法（針對XYZBC組合）進行處理，并在計算結果的基礎上補償角度頭的90°值到已得到的B軸數據中，CAM數控編程按常規五軸編制刀路軌跡，并按點插補處理APT中間文件。

　　針對某些需要局部坐標系且刀軸方向與局部坐標系Z軸平行的情況（如采用固定循環指令方式加工斜面或側面孔、采用圓弧指令加工圓弧等特征），可在當前定向方向上通過使用ROT命令實現局部坐標系定義，并將當前特征加工數據經空間變換，轉換到局部坐標系下，實現特征加工，CAM數控編程按常規五軸編制刀路軌跡，并按固定循環、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的方式實現，并進行了驗證性應用，驗證實例如圖4所示。

萬向銑頭具可換性

　　萬向銑頭主要為擴大鏜床在實際工作中的加工范圍，即沒有銑頭只可加工一個工位，到安裝銑頭一次性可加工到8個工位，并且主軸可伸展100-150毫米。下面是銑頭的加工過程。

　　①操作者將要加工的零件放在工件臺的夾具中，在其它準備工作就緒后，發出加 工指令。 ②工件夾緊后壓力繼電器動作， 液壓動力滑臺 （工作臺） 開始快進， 到位轉工進，銑頭視頻， 同時啟動左和右 1 銑頭開始加工，加工到某一位置，立銑頭開始加工，加工又過 一定位置右 1 銑頭停止，右 2 萬向銑頭開始加工，加工到終點三臺電動機同時停止。 ③待加工完全停止后，滑臺快退回原位，工件松開，一個自動工作循環結束。 ④操作者取下加工好的工件，再放上未加工的零件，重新發出加工指令重復上述 加工過程。

　　萬向銑頭主軸箱采用樹脂砂造型的高強度鑄鐵以及合理的不筋結構，剛性好、穩定性強。工作臺拖動采用大慣量交流伺服電機、配置高品質滾珠絲杠和重載直線導軌，經優化設計擁有良好的定位精度及穩態響應特性。主運動采用寬調速交流伺服主電機、減速箱，使得主軸在低速時大扭矩輸出，萬向銑頭適合重切削，高轉速時的恒功率適合精加工。

如何修復龍門銑頭的相關零部件

龍門銑頭數控編程可分為手工編程和自動編程兩種方式。 數控銑床可進行鉆孔、鏜孔、攻螺紋、輪廓銑削、平面銑削、平面型腔銑削及空間三維復雜型面的銑削加工。加工中心、柔性加工單元是在數控銑床的基礎上產生和發展起來的，其主要加工方式也是銑加工方式。

龍門銑頭是機床常用的附件，也是機床zui核心、技術含量zui高的部件之一。一般機械萬s能銑頭可以大大擴張機床的加工能力，可以完成任意角度頭斜面的銑削、鉆孔、攻絲等加工；五軸聯動加工的萬s能銑頭，可以用來加工航空航天、國防、核能、能源領域的關鍵零部件，如飛機發動機的葉片、火電汽輪機葉片、核潛艇螺旋槳等。

龍門銑頭具有主軸轉速高，變速范圍大，銑頭，可充分發揮刀具效能；主軸套筒能自動進給，自動停刀，銑頭內裝有微調限位和過載保護裝置，能有效地保證刀具的準確定位和一定的切削深度。主軸采用40鉻合金鋼制作，制作過程中采用了鍛打、調質、去應力回火等工藝保證主軸強度、鋼性及尺寸穩定性。

龍門銑頭是安裝在銑床上并與主軸連接，用于帶動銑刀旋轉的機床附件。是機床設備的主要組成部分。臺灣銑頭有的零件容易磨損，那如何修復呢？方法如下：

1、主軸的修復：龍門銑頭的主軸結構與XA6132臥式銑床銑頭主軸結構基本一致，其修復方法可參照進行。

2、套筒的修復：當龍門銑頭的套筒磨損量不大，體孔修復量也小的情況下，對套筒修復后可以繼續使用。修復的目的是補償其外徑磨損量，使套筒與體孔的配合間隙達到要求。套筒的修復一般采用鍍鐵修復工藝，或更換新套筒。

3、套筒體孔的修復：套筒體孔的磨損會導致孔的圓度、圓柱度誤差增加，表面粗糙度變差。由于在正常使用下，不會產生嚴重的磨損，故一般只需要通過研磨修復，即可恢復精度。但在修復之前需要單獨做一套研磨棒以供研磨時使用。