激光五轴联动.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,五轴联动激光加工系统,飞行光束导光柔性加工系统,焦点漂移对加工质量的影响,五轴加工头的几种形式,在五轴机床中，,3,个移动轴和,2,个旋转轴分别控制刀具相对加工表面的位移和指向,该布局具体分为两种,:,两旋转轴共同驱动工件，即双转盘结构,;,两旋转轴共同驱动刀具，其结构类似机械臂。前者的刀轴安装简单、刚性好，多用于机加工；而后者可获得更高的转角速度、更灵便，多用于,激光切割,等领域而被称为导向头,，轴,C,按常规布置，另一旋转轴,与轴,C,成,45,角相交，刀轴,T,绕轴,旋转并与之保持,45,。其光路与字符三形似，结构,夹角角度、尺寸共同决定俯仰角,在结构中，轴,C,、轴,和刀轴,T,相交于一点，并且在安装时保证刀尖,(,或,激光,焦点,),精确位于该几何交点处。这就使得轴,C,和轴,进行任意旋转时，刀尖位置不会被改变，因而在五轴联动过程中，加工轨迹的,位置精度,仅取决于三移动轴，而与两旋转轴元关。,通过与传统的,结构进行优点主要体现在,:,由于三系统的位置控制独立于转角控制，其位置精度的可靠性更高，这一点对于激光切割等加工尤其重要。,结构中各导轨行程得以完全利用，而,结构中移动轴的加工范围通常小于其导轨行程。,传统的,导向头与结构相比，对于同样的加工对象，耗时和耗能更多，而且移动轴被迫以更高的速度运行，这对于半径很小的圆弧,(,包括整圆,),的加工尤为不利，通常,V15mm/s(,薄板的对应速度更高,),。在图,4,中，设,R=10mm,Lr=295mm,，由几何关系可知，,导向头加工该半圆时，移动轴合成线速度为,:V=(Lr+R)V/R=450 mm/s,该结构应用于机床的示教编程时特别方便。在曲面的任意点位上，系统均可直接获取移动轴坐标，而,结构则必须进行刀具半径补偿的逆运算。而在两旋转轴方面，情况却相反。结构需要额外地对水平转角进行补偿。这是因为轴,在改变刀轴的俯仰角,时，也同时改变了刀轴的水平转角,，产生的附加水平转角偏移为,c(,见图,4),，轴,C,必须对此偏移进行补偿。,在点,II,处，现已知曲面法矢为,IIM,，其角度坐标为,(,，,),，需求解轴,C,和轴,的转角位置,(c,，,),。,由图中几何关系可得，,转角,对水平转角,产生的附加偏移为,c,，图中对,c,有如下关系：,在水平面,SIIQ,内可得轴,C,位置为：,C=+(-,c),，其中，,三维激光头,RCP,（,Rotation Center Point,）与,TCP,（,Tool Center Point,）编程,RCP,旋转轴单轴,B,角度,TCP,下,X,、,Z,轴圆弧插补两个轴,C,角度,X,Y,轴圆弧插补,X,Y,C,在同一平面内,旋转轴,B,、,X,Z,轴直线插补联动 旋转轴,B,，,X,Z,轴圆弧插补联动,直线和圆弧的逐点比较法插补,逐点比较法是通过逐点地比较刀具与所需插补曲线之间的相对位置，确定刀具的进给方向，进而加工出工件轮廓的插补方法。刀具从加工起点开始，按照“靠近曲线，指向终点”的进给方向确定原则，控制刀具依次进给，直至到插补曲线终点，从而获得一个近似于数控加工程序规定的轮廓轨迹。逐点比较法插补过程中每进给一步都要经过以下四个节拍：,(1),偏差判别。判别刀具当前位置相对于给定轮廓的偏离情况，并以此决定刀具进给方向。,(2),坐标进给。根据偏差判别结果，控制刀具沿工件轮廓向减少偏差的方向进给一步。,(3),偏差计算。计算出进给后的新偏差值，作为下一步偏差判别的依据。,(4),终点判别。刀具每进给一步均要判别刀具是否到达被加工轮廓的终点，若到达则结束，否则继续循环，直至终点。,逐点比较法即可实现平面直线插补，也可实现圆弧插补。其特点是运算简单，插补误差小于一个脉冲当量，输出脉冲均匀，而且输出脉冲速度变化不大，调节方便。,G01,的实现（采用比较算法,),插补硬件与软件实现,离散化在选择关键点,(x,y,z),时，要计算相应的去向矢量,L,（,lx,ly,lz),直线插补,（,x,y,x),与,X,Y,Z,轴位值的转换,连续性原则,离线编程流程,RCP,与,TCP,的互相转换,