立銑頭的結構及安裝

立銑(xian)(xian)頭(tou)的結構(gou)及安(an)(an)裝(zhuang)，立銑(xian)(xian)頭(tou)是(shi)銑(xian)(xian)床上(shang)的一(yi)(yi)個部件，可(ke)加(jia)大銑(xian)(xian)床的加(jia)工(gong)應用范(fan)圍(wei)，由座(zuo)(zuo)體(ti)、殼體(ti)、主軸座(zuo)(zuo)體(ti)、主軸構(gou)成(cheng)。座(zuo)(zuo)體(ti)由楔鐵(tie)配合用螺釘(ding)緊因(yin)(yin)在(zai)床身垂直(zhi)導軌上(shang)。是(shi)空心主軸前(qian)端是(shi)MORSE NO4圓錐孔，用來安(an)(an)裝(zhuang)銑(xian)(xian)刀(dao)的刀(dao)軸，主軸可(ke)在(zai)縱向和橫(heng)向兩個相互垂直(zhi)的平面內作(zuo)360轉動，所以(yi)能與工(gong)作(zuo)臺(tai)面成(cheng)任(ren)意(yi)角(jiao)度。銑(xian)(xian)削生(sheng)產(chan)(chan)加(jia)工(gong)為減少振動，保(bao)證工(gong)件的正確定位，可(ke)將(jiang)不使(shi)用的手柄(bing)進行緊固(gu)，棗莊五軸數控銑(xian)(xian)頭(tou)，以(yi)避免因(yin)(yin)銑(xian)(xian)削力使(shi)工(gong)作(zuo)臺(tai)在(zai)某(mou)一(yi)(yi)方向產(chan)(chan)生(sheng)位置移動。可(ke)分別(bie)旋緊縱向工(gong)作(zuo)臺(tai)緊固(gu)螺釘(ding)和橫(heng)向工(gong)作(zuo)臺(tai)緊固(gu)手柄(bing)以(yi)及垂直(zhi)進給緊固(gu)手柄(bing)，工(gong)作(zuo)完畢后必須(xu)將(jiang)其(qi)松開。

一種(zhong)數(shu)控(kong)角(jiao)度銑頭(tou)的數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)控(kong)制方法研究

特殊角度頭數(shu)控控制方法研究

（1）控(kong)制方法研究。在具(ju)(ju)備RTCP控(kong)制的(de)數(shu)控(kong)系(xi)統中，程序(xu)的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)控(kong)制點(dian)為(wei)刀(dao)尖點(dian)，五(wu)(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)銑頭(tou)(tou)價(jia)格，當各線性軸(zhou)和旋轉(zhuan)(zhuan)軸(zhou)同時運(yun)動時，能夠(gou)保證當前的(de)控(kong)制點(dian)始終為(wei)刀(dao)具(ju)(ju)的(de)刀(dao)尖點(dian)，這種(zhong)方式可(ke)(ke)以(yi)有效地簡(jian)化數(shu)控(kong)程序(xu)的(de)編(bian)制和現(xian)場應用。而角度(du)頭(tou)(tou)刀(dao)柄五(wu)(wu)軸(zhou)聯動也(ye)可(ke)(ke)以(yi)分解(jie)為(wei)回轉(zhuan)(zhuan)運(yun)動和平移運(yun)動。因此，可(ke)(ke)通過研究將(jiang)角度(du)頭(tou)(tou)的(de)刀(dao)具(ju)(ju)尖點(dian)的(de)數(shu)據經相關偏(pian)移量的(de)補償(chang)轉(zhuan)(zhuan)化，使其(qi)符合當坐標機床(chuang)的(de)控(kong)制機制。

以(yi)圖2所示說(shuo)明(ming)，P點(dian)(dian)(dian)(dian)為主軸中心(xin)軸線(xian)(xian)與角(jiao)度頭刀(dao)(dao)具中心(xin)線(xian)(xian)交點(dian)(dian)(dian)(dian)，Q的(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)為角(jiao)度頭安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)刀(dao)(dao)具后(hou)的(de)(de)刀(dao)(dao)尖點(dian)(dian)(dian)(dian)，將(jiang)實際(ji)刀(dao)(dao)具的(de)(de)編程(cheng)控(kong)制(zhi)點(dian)(dian)(dian)(dian)Q轉移(yi)到(dao)P點(dian)(dian)(dian)(dian)，即假想P點(dian)(dian)(dian)(dian)為當前程(cheng)序的(de)(de)實際(ji)加工刀(dao)(dao)具尖點(dian)(dian)(dian)(dian)，而將(jiang)此過程(cheng)中的(de)(de)轉化(hua)偏移(yi)等量值(zhi)在數(shu)控(kong)程(cheng)序運行階段補償(chang)。在此過程(cheng)中，需(xu)要明(ming)確的(de)(de)是A尺寸數(shu)據(ju)、B尺寸數(shu)據(ju)以(yi)及角(jiao)度頭的(de)(de)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)角(jiao)度，為簡化(hua)數(shu)據(ju)的(de)(de)處(chu)理邏輯(ji)及現場操(cao)作(zuo)者的(de)(de)可操(cao)作(zuo)性，將(jiang)角(jiao)度頭的(de)(de)安(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)規定一個(ge)固定的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)，如約定角(jiao)度頭刀(dao)(dao)具方(fang)(fang)向(xiang)沿著X軸正方(fang)(fang)向(xiang)。

除(chu)了對(dui)線性軸(zhou)XYZ進行補(bu)償外，還要(yao)(yao)考慮(lv)旋轉軸(zhou)如何進行控制的(de)問(wen)題。在角度頭(tou)固定一(yi)個安裝(zhuang)角度的(de)情況下(xia)（本文以沿著X軸(zhou)正方向(xiang)為(wei)討論基(ji)礎(chu)，在實際應用時(shi)操作者依據此要(yao)(yao)求安裝(zhuang)即可），需按(an)照常規的(de)五坐標旋轉軸(zhou)后處理進行計算，并(bing)按(an)照其運(yun)動及結構邏輯對(dui)角度頭(tou)的(de)90°安裝(zhuang)方向(xiang)進行補(bu)償。

（2）數控程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)指(zhi)令(ling)實(shi)現(xian)(xian)。在西門子(zi)840D系統中(zhong)，數控程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)的指(zhi)令(ling)定(ding)義中(zhong)支持(chi)變量(liang)(liang)調用、局部(bu)變量(liang)(liang)定(ding)義及表達(da)式計(ji)(ji)算等方式，為(wei)實(shi)現(xian)(xian)加(jia)工中(zhong)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)調用執(zhi)行階(jie)段進行數據(ju)補償計(ji)(ji)算提供了條件，通過參數化(hua)編(bian)程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，實(shi)現(xian)(xian)角度頭的數控程(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)序(xu)自動化(hua)控制和(he)補償。

在RTCP調用模式下(xia)(xia)，將圖(tu)2所示的(de)尺寸A的(de)數(shu)值賦值到當前調用的(de)刀(dao)具長度值中，用于在RTCP模式下(xia)(xia)控制P點(dian)的(de)運動，并按90°的(de)朝向對B數(shu)值進行(xing)補償。

對于從(cong)角(jiao)度頭刀(dao)(dao)(dao)(dao)具(ju)尖(jian)點(dian)(dian)到P點(dian)(dian)的計算(suan)(suan)，可通(tong)過定義Siemens840D系統中的局部變量來(lai)計算(suan)(suan)，如HeadLC，該變量賦值(zhi)為90°角(jiao)度頭刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄安(an)裝端面與機床主軸(zhou)軸(zhou)線的垂(chui)直距離(li)（固定數值(zhi)與當前使用的角(jiao)度頭具(ju)體值(zhi)一致）+實(shi)(shi)際(ji)的刀(dao)(dao)(dao)(dao)具(ju)及刀(dao)(dao)(dao)(dao)柄長度（刀(dao)(dao)(dao)(dao)尖(jian)點(dian)(dian)到安(an)裝面的距離(li)），該數值(zhi)應由操作者根據(ju)現場(chang)實(shi)(shi)際(ji)數值(zhi)進行(xing)修改(gai)。

所有控制點(dian)的坐(zuo)標采用表達(da)式的方式進(jin)行(xing)描述，在表達(da)式中(zhong)將編程(cheng)前(qian)處理APT中(zhong)的當前(qian)某點(dian)刀軸矢量(liang)也輸(shu)出到對應軸的計算表達(da)式中(zhong)，在執行(xing)時由控制系統自(zi)動計算終(zhong)數據。比如可處理為如下格(ge)式：

DEF REAL HeadLC=211；其中的211為具體數據(ju)(ju)，根據(ju)(ju)實(shi)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(zhong)，X=99.000+HeadLC×(-1.000)是(shi)(shi)X軸(zhou)的(de)補償計算表達式，99.000是(shi)(shi)被推算到(dao)(dao)P點(dian)(dian)的(de)X軸(zhou)坐標，HeadLC是(shi)(shi)定(ding)義(yi)的(de)有(you)具體距(ju)離(li)值的(de)變量(liang)，（-1.000）是(shi)(shi)當(dang)(dang)前(qian)點(dian)(dian)角(jiao)度(du)(du)頭刀軸(zhou)方(fang)(fang)向(xiang)的(de)X軸(zhou)矢(shi)量(liang)分(fen)量(liang)；Y=0.000+HeadLC×(0.000)，0.000是(shi)(shi)被推算到(dao)(dao)P點(dian)(dian)的(de)Y軸(zhou)坐標，HeadLC是(shi)(shi)定(ding)義(yi)的(de)有(you)具體距(ju)離(li)值的(de)變量(liang)，（0.000）是(shi)(shi)當(dang)(dang)前(qian)點(dian)(dian)角(jiao)度(du)(du)頭刀軸(zhou)方(fang)(fang)向(xiang)的(de)Y軸(zhou)矢(shi)量(liang)分(fen)量(liang)；Z=170.000+HeadLC×(0.000)，170.000是(shi)(shi)被推算到(dao)(dao)P點(dian)(dian)的(de)Z軸(zhou)坐標，HeadLC是(shi)(shi)定(ding)義(yi)的(de)有(you)具體距(ju)離(li)值的(de)變量(liang)，（0.000）是(shi)(shi)當(dang)(dang)前(qian)點(dian)(dian)角(jiao)度(du)(du)頭刀軸(zhou)方(fang)(fang)向(xiang)的(de)Z軸(zhou)矢(shi)量(liang)分(fen)量(liang)；B0.000是(shi)(shi)當(dang)(dang)前(qian)主軸(zhou)B軸(zhou)旋轉的(de)角(jiao)度(du)(du)，CW=0.000是(shi)(shi)當(dang)(dang)前(qian)工作(zuo)臺旋轉的(de)角(jiao)度(du)(du)，其中(zhong)CW為該系統中(zhong)對(dui)C軸(zhou)的(de)具體標識。

（3）后(hou)處(chu)理(li)方法實現。針(zhen)對上(shang)述(shu)討(tao)論的實現方法，在開發后(hou)處(chu)理(li)工具時主(zhu)要考慮如(ru)下幾項(xiang)關鍵環節：

常(chang)(chang)(chang)規(gui)加(jia)工(gong)需要五(wu)軸聯動（也可不(bu)聯動）點(dian)插補(bu)的(de)情況下，對(dui)于BC軸的(de)角度的(de)計(ji)算，限定(ding)角度頭安裝(zhuang)角度（此處(chu)限定(ding)在(zai)Ｘ軸正方向上），可按(an)常(chang)(chang)(chang)規(gui)的(de)五(wu)軸后處(chu)理(li)(li)算法（針對(dui)XYZBC組(zu)合(he)）進行處(chu)理(li)(li)，并在(zai)計(ji)算結果的(de)基礎(chu)上補(bu)償角度頭的(de)90°值到已得到的(de)B軸數據中，CAM數控編程按(an)常(chang)(chang)(chang)規(gui)五(wu)軸編制刀路軌(gui)跡(ji)，并按(an)點(dian)插補(bu)處(chu)理(li)(li)APT中間文件。

針對某些需(xu)要(yao)局部(bu)坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)且刀軸方(fang)向與局部(bu)坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)Z軸平行(xing)的情(qing)況（如采用(yong)固定循(xun)(xun)環指(zhi)令方(fang)式加(jia)(jia)工(gong)(gong)斜(xie)面(mian)(mian)或(huo)側面(mian)(mian)孔、采用(yong)圓(yuan)弧(hu)指(zhi)令加(jia)(jia)工(gong)(gong)圓(yuan)弧(hu)等特征(zheng)），可在(zai)當前(qian)(qian)定向方(fang)向上通過使用(yong)ROT命(ming)令實(shi)現局部(bu)坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)定義，并將當前(qian)(qian)特征(zheng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)數據經空(kong)間(jian)變換(huan)，轉換(huan)到局部(bu)坐(zuo)(zuo)標(biao)系(xi)下，實(shi)現特征(zheng)加(jia)(jia)工(gong)(gong)，CAM數控編程(cheng)按常(chang)規五軸編制(zhi)刀路軌跡，并按固定循(xun)(xun)環、圓(yuan)弧(hu)特征(zheng)處(chu)理(li)APT中間(jian)文件(jian)，編程(cheng)實(shi)例如圖(tu)3所(suo)示。

以上研(yan)究成(cheng)果(guo)可(ke)通過軟件開發的方式實(shi)現，并進行了(le)驗證性(xing)應(ying)用，驗證實(shi)例如圖(tu)4所示。

　90度直角銑頭在精鏜氣缸體曲軸(zhou)孔(kong)上的工藝應用分析

隨(sui)著國內發(fa)動機(ji)行業的(de)飛速(su)(su)發(fa)展(zhan)，產品(pin)更新(xin)(xin)換代加(jia)(jia)速(su)(su)，零部件的(de)制造精(jing)度(du)越來越高，五軸(zhou)數控(kong)(kong)銑(xian)頭(tou)哪個(ge)牌子(zi)好，與之(zhi)相反的(de)新(xin)(xin)品(pin)開發(fa)周期愈(yu)來愈(yu)短，快(kuai)速(su)(su)試(shi)制成為一種趨勢。某廠針對柴油(you)機(ji)主要(yao)自制件之(zhi)一氣(qi)缸體曲軸(zhou)孔精(jing)加(jia)(jia)工工藝(yi)準備周期長、工裝(zhuang)復雜、成本高的(de)難(nan)點，突破(po)常規采用專機(ji)進行線鏜排加(jia)(jia)工的(de)工藝(yi)，采用90度(du)直角(jiao)銑(xian)頭(tou)在加(jia)(jia)工中心上(shang)(shang)完成加(jia)(jia)工，對提高工裝(zhuang)柔性，五軸(zhou)數控(kong)(kong)銑(xian)頭(tou)定(ding)做，縮短制造周期，實現快(kuai)速(su)(su)試(shi)制上(shang)(shang)取得了很大的(de)進步。

90度直(zhi)角(jiao)銑頭精(jing)鏜氣(qi)(qi)缸體曲(qu)軸孔工藝可保證產(chan)品的(de)(de)快(kuai)速試(shi)制要求(qiu)，并具有一(yi)定的(de)(de)調整(zheng)范圍以適應產(chan)品的(de)(de)變化，在產(chan)品試(shi)制期間是一(yi)種比(bi)較理想的(de)(de)氣(qi)(qi)缸體曲(qu)軸孔精(jing)加(jia)工方法(fa)。