一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法技术

本发明专利技术公开了一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，包括以下步骤：步骤一：获取加工模型，将加工模型的加工面划分为多个区域；步骤二：在每一区域中，获取加工模型加工面的若干法线，并且获取每一法线对应的仰角和方位角并记录；步骤三：获取每一区域中若干法线的仰角平均值，以及方位角平均值并记录，定义同一区域中仰角平均值和方位角平均值为机头方向角，机头方向角的数值与划分的不同区域相对应；步骤四：在操作系统中输入每一区域对应的机头方向角，操作系统控制刀头在每一区域内摆动的方向同时完成刀路。通过采用上述步骤，具有能够利用较短刀具根据较为复杂的加工模型对工件进行加工，同时减少刀头与工件产生碰撞干涉情况的优点。况的优点。况的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法


[0001]本专利技术涉及机床的坐标自动计算方法的
，具体涉及一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法。

技术介绍

[0002]机床在加工过程中，对于加工参考模型表面形状较为简单平整的，通常会采用较短的刀具安装在机床刀头上，对工件进行加工；但是对于加工参考模型表面形状较为复杂的，加工参考模型表面通常会存在高低不平的转角，采用长度较短的刀具安装在机床刀头上，对工件进行加工，往往会增大机床刀头与工件表面产生碰撞干涉的情况。为了减少机床的刀头与工件产生碰撞干涉的情况，因此通常会采用较长的刀具安装在机床的刀头对工件进行加工，但是较长的刀具在切削过程中通常容易出现断裂的情况，因此在加工过程中通常需要利用较低速度对工件进行加工。虽然这种方式在一定程度上能够提高较长刀具使用寿命的优点，但是加工过程中全程需要通过低速的方式进行加工，这种方式往往会极大的降低加工效率，而现有技术中尚未存在利用较短刀具根据复杂的加工参考模型，并且在加工过程中降低刀头对工件产生碰撞干涉的概率的良好方法。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，具有能够利用较短刀具根据较为复杂的加工参考模型对工件进行加工，同时减少刀头与工件产生碰撞干涉情况的优点。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，包括以下步骤：步骤一：获取加工模型，将加工模型的加工面划分为多个区域；步骤二：在每一区域中，获取加工模型加工面的若干法线，并且获取每一法线对应的仰角和方位角并记录；步骤三：获取每一区域中若干法线的仰角平均值，以及方位角平均值并记录，定义同一区域中仰角平均值和方位角平均值为机头方向角，机头方向角的数值与划分的不同区域相对应；步骤四：在操作系统中输入每一区域对应的机头方向角数据，操作系统控制机床的刀头及刀具在每一区域内摆动的方向并完成刀路。
[0005]进一步得，在步骤二中，根据加工模型的加工面等间距建立多个分面，以供机床刀头由外向内依次参照不同分面进行加工；每一分面沿纵横方向等距分出多条加工路径，每条加工上等间距标定若干节点，在每一区域内，对应每一分面获取每一节点的法线，通过法线获取法线的仰角和方位角并记录。
[0006]进一步得，加工模型对于斜面、凸弧面和凹弧面等形状较为不规则的，在获取其对应法线的过程中：获取对应加工模型加工面中分面的每一斜面的与水平面之间的夹角数
据，在分面的每一斜面上根据加工路径均匀标定若干节点，获取每一节点对应加工模型加工面的平面的法线；获取对应加工模型加工面中分面的每一凸弧面，在对应加工模型加工面的分面的每一凸弧面上标记若干脊线，脊线与加工路径相重合，脊线沿凸弧面圆弧方向延伸，在每一凸弧面的脊线上标定若干等间距分布的节点，获取每一节点对应凸弧面的法线；获取对应加工模型加工面中分面的每一凹弧面，在对应加工模型加工面的分面的每一凹弧面上标记若干轮廓线，轮廓线与加工路径相重合，轮廓线沿凹弧面圆弧方向延伸，在每一轮廓线上标定若干等间距分布的节点，获取每一节点对应凹弧面的法线。
[0007]进一步得，在步骤二中，获取加工模型的加工面中所有曲面的面积大小，加工模型加工面的曲面面积大小与对应曲面中的区域数量呈正比。
[0008]进一步得，对应加工模型的加工面，每一区域的边界作为相邻区域之间的边界。
[0009]进一步得，还包括试碰测试步骤：（A）在步骤三中，根据对应其一区域获取的仰角平均值和方位角平均值，在机床刀头保持方位角不变的情况下，机头逐次绕刀具的刀尖向上翻转当前机头仰角的余角一半的角度，然后对摆动后的机头及刀具根据当前区域内的对应加工模型的加工面进行试碰操作；（B）每次试碰过程中，判断翻转后的机床刀头与加工模型是否产生碰撞干涉，如是则选取上一次翻转前机床刀头的仰角作为机床实际加工应用的加工仰角，如否，则进行下一步操作；（C）当翻转后的机床刀头在试碰过程中与加工模型未产生碰撞干涉的情况，则进一步判断机床刀头翻转后的仰角与翻转前刀头的仰角的角度值差是否小于三度，如是，则选取当前翻转后的仰角作为机床实际加工应用的加工仰角；如否，则继续翻转刀头后进行试碰操作。
[0010]本专利技术具有如下有益效果：1、一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，为了能够提高机床利用刀具和刀头参照加工模型对工件进行加工的工作效率，同时该刀具为较短的刀具，为了减少由于刀具过短，不发起到良好的避空效果，进而增大刀头与工件产生碰撞干涉的概率，因此在加工过程中需要对刀头的摆动方向进行设定，从而使得刀头在沿刀具进行切削加工的过程中，同时能够自动摆动刀头，从而使刀具的长度方向始终与加工模型的加工面保持近似相互垂直的状态，针对于相同的刀具，则会使刀头每次均能够在保证加工质量的前提下，与机床加工模型的加工面保持相对较远的状态，具有能够利用较短刀具根据较为复杂的加工模型对工件进行加工，同时减少刀头与加工模型表面产生碰撞干涉情况的优点。
[0011]2、针对利用装有较短刀具的刀头对加工模型进行碰撞测试的操作，由于机床刀头在处于倾斜状态的过程中，容易使刀具的刀尖造成受力不均的情况，因此刀具的摆动方向需要以刀具的长度方向能够尽可能得呈垂直状态靠近的趋势。在碰撞测试的过程中，根据二分法原理进行测试，每次进行碰撞测试时，均需要绕刀具的刀尖向上翻转刀具此时仰角的余角的一半，定义经过翻转后的刀具与水平面之间的夹角为当前刀具新的仰角，然后对加工模型进行试碰，如果试碰过程与加工模型产生碰撞干涉，则选取上一次翻转钱刀具的仰角作为刀具在该区域内确定的仰角，当每次翻转后进行试碰的过程中刀头均未与加工模型产生碰撞干涉，则翻转至当前刀头新的仰角与上一次刀具翻转前的仰角之间的角度差小
于3度时，则以这两个仰角的平均值作为该区域内刀头最终确定的仰角。。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的机床自动计算检测的方法流程图。
[0013]图2为本专利技术的法线获取方法流程图。
[0014]图3为本专利技术对于斜面、凸弧面、凹弧面的法线获取方法流程图。
[0015]图4为本专利技术的刀头机刀具试碰测试流程图。
[0016]图5为本专利技术的刀具试碰测试过程的模拟示意图。
[0017]图6为本专利技术的刀头和刀具试碰测试过程的仰角变化模拟图。
[0018]图7为本专利技术的刀头和刀具方位角的模拟示意图。
[0019]图8为本专利技术的斜面、凸弧面和凹弧面的加工路径模型图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本说明书中所引用的如“上”、“内”、“中”、“左”、“右”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0021]3+2轴机床是五轴机床的一种，五轴机床也称为五轴联动数控机床，具有高效率、高精度的特点，工件一次装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：获取加工模型，将加工模型的加工面划分为多个区域；步骤二：在每一区域中，获取加工模型加工面的若干法线，并且获取每一法线对应的仰角和方位角并记录；步骤三：获取每一区域中若干法线的仰角平均值，以及方位角平均值并记录，定义同一区域中仰角平均值和方位角平均值为机头方向角，机头方向角的数值与划分的不同区域相对应；步骤四：在操作系统中输入每一区域对应的机头方向角数据，操作系统控制机床的刀头及刀具在每一区域内摆动的方向并完成刀路。2.根据权利要求1所述的一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，其特征在于：在步骤二中，根据加工模型的加工面等间距建立多个分面，以供机床刀头由外向内依次参照不同分面进行加工；每一分面沿纵横方向等距分出多条加工路径，每条加工路径上等间距标定若干节点，在每一区域内，对应每一分面获取每一节点的法线，通过法线获取法线的仰角和方位角并记录。3.根据权利要求2所述的一种3+2轴机床的坐标自动计算测试方法，其特征在于：获取对应加工模型加工面中分面的每一斜面的与水平面之间的夹角数据，在分面的每一斜面上根据加工路径均匀标定若干节点，获取每一节点对应加工模型加工面的平面的法线；获取对应加工模型加工面中分面的每一凸弧面，在对应加工模型加工面的分面的每一凸弧面上标记若干脊线，脊线与加工路径相重合，脊线沿凸弧面圆弧方向延伸，在每一凸弧面的脊线上标定若干等间距分布的节点，获取每一节点对应凸弧面的法线；获取对应加...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宋，梁恒，杨书荣，周炜明，胡学友，
申请(专利权)人：广州傲创智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：