【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及五轴机床后处理开发，具体涉及一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法。
技术介绍
1、斜摆头结构的五轴机床，当其主轴上安装刀具朝向x轴正方向(负方向同理)的90°角度头加工时，因设备自带的角度头模块的算法而出现双解(即第4、5轴出现满足加工条件的两种组合)，其中一个解会出现干涉。
2、斜摆头五轴机床的运动结构：立式结构(b＝0时，主轴轴线为z轴方向)，线性轴为x、y、z，旋转轴为b(主轴的摆头)、c(转台)，其中b的范围为[0，180°]，旋转中心的单位矢量为c的范围为360°无限旋转，旋转中心的单位矢量为(0，0，1)。
3、如果使用主轴spindle加工，设加工特征法线与xy平面的夹角为α，那么3+2加工为了实现刀具轴线与加工特征法线重合，则b轴的旋转角度β4与α的关系式为：cos(β4)＝2×sin(α)-1。考虑到两个变量的实际范围α∈[0,90]、β4∈[0,180]，根据sin、cos函数的区间单调性质，可以绘制出对应的函数曲线，如图1所示，为单调递减函数。
4、此时设刀具轴线在xy平面内的投影线，与x轴正方向的夹角为β5，则β5与β4的关系式为：考虑到两个变量的实际范围β4∈[0,180]、β5∈[0,180]，根据tan函数的区间单调性质，可以绘制出对应的函数曲线，如图2所示，为单调递增函数。
5、而如果在主轴spindle上安装刀具朝向x正方向的90°角度头加工时，不妨设新的主轴为spindle′，加工特征法线与xy平面的夹角为依然设为α，那么3
6、此时设刀具轴线在xy平面内的投影线，与x轴正方向的夹角为γ5，则γ5与γ4的关系式为：tan(γ5)＝/2×tan(γ4)，考虑到两个变量的实际范围γ4∈[0,180]、γ5∈[0,180]，根据tan函数的区间单调性质，可以绘制出对应的函数曲线，如图4所示，为单调递增函数。
7、具体到海德汉系统的斜摆头五轴机床，其nc程序的运行逻辑是这样的：nc程序通过后处理输出时，按使用主轴spindle加工的模式进行计算，这时β4与α是单调函数不存在双解问题。而当nc程序在设备上加工时，启动设备自带的角度头模块后，主轴由spindle变成spindle′，β4与α的函数变成了γ4与α的函数，出现双解。这一双解出现的时机是在设备上，完全在数控编程阶段之外，所以无法直接控制，这也是双解问题难以解决的核心原因。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，该斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法通过在后处理中增加特定的信号，当前置中给定对应信号时，后处理将按角度头程序进行处理，根据特征的角度计算出干涉区间，进而输出跳出干涉区间的指令行，避开干涉解，解决加工中的干涉问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，包括以下步骤：
4、步骤一：计算主轴头nc程序输出时b轴的解β4、刀轴在xy平面投影线与x轴正向的夹角β5；
5、步骤二：计算主轴头nc程序输出时c轴的解βc5；
6、步骤三：计算nc程序在角度头模块模式下运行时b轴的解γ4(1)和γ4(2)、刀轴在xy平面投影线与x轴正向的夹角γ5(1)和γ5(2)；
7、步骤四：计算nc程序在角度头模块模式下运行时c轴的解γe5(1)和γe5(2)；
8、步骤五：计算nc程序在角度头模块模式下运行时加工特征的干涉区间；
9、步骤六：拆分干涉区间；
10、步骤七：计算每一半区跳出干涉区间的spc值；
11、步骤八：检测角度头程序的触发信号；当信号为“n”时，nc程序不使用角度头加工，直接输出；当信号为“y”时，进行下一步骤；
12、步骤九：检测特征是否在干涉区域；当信号为“n”时，nc程序不会选择干涉的解加工，直接输出；当信号为“y”时，按特征所在半区，在nc程序中额外输出避开干涉的解的程序行。
13、βc5＝β5-c1；其中cⅰ为任意角向位置。
14、假想主轴上安装了刀具朝向x正方向的90°角度头，根据特征的法线与xy平面的夹角α，计算此种情况下的b、c轴γ4、γc5，γc5(1,2)由γ5(1,2)和特征在xy坐标系中的角向位置cⅰ(1,2)计算得出：γc5(1,2)＝γ5(1,2)-cⅰ(1,2)；当α＜45°时，b、c轴为双解，一个解的方位位于x轴正半区(γ4(1)、γc5(1))，另一个解的方位位于x轴负半区(γ4(2)、γc5(2))；当α＝45°时，双解重合在y轴正半轴上，即γ4(1)＝γ4(2)、γc5(1)＝γc5(2)。
15、在xy平面上通过(0、0)做γ5(1)、γ5(2)角向方位的两条射线，分别设为l1、l2，反向延长l1，设为l1′；求出cⅰ的两个解c2、c1′，在xy平面内计算出干涉区间的具体范围；当nc程序的spc数值βc5∈[c2,c1′]时，该程序将会选择x轴负半区的干涉的解(γ4(2)、γc5(2))。
16、计算出特征位于x轴负半轴上时，对应的c轴的角度c3，以c3为分界线，将干涉区间分为两个半区：[c2,c3]、[c3、c1′]。
17、当特征位于[c2,c3]半区时，将spc值减去90°可跳出干涉区间；当特征位于[c3,c1′]半区时，将spc值加上90°可跳出干涉区间。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、1、本专利技术公开的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，该斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法通过谐振腔体的曲面结构形成聚焦型驻波场，实现对声波能量的聚焦增强，相对于传统的接触式超声雾化方法可以实现更小粒径尺度和更集中的粒径分布。
20、2、本专利技术公开的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，该斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法通过调控喷涂的工艺参数，显著改善光刻胶的膜厚均匀性，有效提升后续曝光工艺的良率。尤其在应对大深宽比结构的mems晶圆时，更小的液滴尺度是tsv孔内共形涂覆的先决条件。
21、3、本专利技术公开的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，该斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法利用声波的非接触式传播特性，通过优化斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法实现对声场的调控，光刻胶液滴通过吸收超声能量实现非接触式雾化，相对于接触式超声雾化，不需要微通道供液至雾化面，有效避免了喷头堵塞的问题。
22、4、本专利技术公开的一种斜摆头五轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，βc5＝β5-C1；其中CⅠ为任意角向位置。
3.根据权利要求2所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，假想主轴上安装了刀具朝向X正方向的90°角度头，根据特征的法线与XY平面的夹角α，计算此种情况下的B、C轴γ4、γc5，γc5(1,2)由γ5(1,2)和特征在XY坐标系中的角向位置CⅠ(1,2)计算得出：γc5(1,2)＝γ5(1,2)-CⅠ(1,2)；当α＜45°时，B、C轴为双解，一个解的方位位于X轴正半区(γ4(1)、γc5(1))，另一个解的方位位于X轴负半区(γ4(2)、γc5(2))；当α＝45°时，双解重合在Y轴正半轴上，即γ4(1)＝γ4(2)、γc5(1)＝γc5(2)。
4.根据权利要求3所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，在XY平面上通过(0、0)做γ5(1)、γ5(2)角向方位的两条射线，分别设为L1、L2，
5.根据权利要求4所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，计算出特征位于X轴负半轴上时，对应的C轴的角度C3，以C3为分界线，将干涉区间分为两个半区：[C2,C3]、[C3、C1′]。
6.根据权利要求5所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，当特征位于[C2,C3]半区时，将SPC值减去90°可跳出干涉区间；当特征位于[C3,C1′]半区时，将SPC值加上90°可跳出干涉区间。
...【技术特征摘要】
1.一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，βc5＝β5-c1；其中cⅰ为任意角向位置。
3.根据权利要求2所述的一种斜摆头五轴机床角度头加工双解干涉解决方法，其特征在于，假想主轴上安装了刀具朝向x正方向的90°角度头，根据特征的法线与xy平面的夹角α，计算此种情况下的b、c轴γ4、γc5，γc5(1,2)由γ5(1,2)和特征在xy坐标系中的角向位置cⅰ(1,2)计算得出：γc5(1,2)＝γ5(1,2)-cⅰ(1,2)；当α＜45°时，b、c轴为双解，一个解的方位位于x轴正半区(γ4(1)、γc5(1))，另一个解的方位位于x轴负半区(γ4(2)、γc5(2))；当α＝45°时，双解重合在y轴正半轴上，即γ4(1)＝γ4(2)、γc5(1)＝γc5(2)。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘诚，
申请(专利权)人：沈阳融创精密制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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