轴线偏移型五轴机床的运动学建模及求解研究
发布时间：2020-12-29 10:07
复杂零件的加工需求使得五轴数控机床在制造业中至关重要。现代加工不仅对机床的精度要求越来越高,同时也要求加工机床类型的多样化。目前国内外对正交类型机床的后置处理算法研究已趋于成熟,但对非正交机床的运动建模仍然局限于具体类型的机床,对平动轴和旋转轴都为非正交轴的情况缺乏综合的研究;且对影响加工精度的机床结构性误差在运动建模中的补偿研究也有些许不足;同时对后置处理转角选解方法的研究也比较缺乏。本文针对这一系列问题,将非正交机床、具有结构误差的机床归纳为轴线偏移类型机床,并进行偏移量的统一,同时提出了满足这类机床的运动建模算法,描述了运动量的求解及选解方法,论文的主要工作内容如下:(1)分别对非正交类型机床和具有结构误差的机床进行了旋转轴、平动轴、主轴轴线偏移的分析;根据其轴线方向在基准坐标系中类似的定义方法,将这两种类型机床均视为轴线偏移类型机床,并对各运动轴轴线偏移量的计算方法做出说明,总结了各项偏移量的表达式。(2)在对刀状态下对各部件的初始位置进行描述,根据对运动轴线偏移的分析以及偏移量的定义,建立了旋转轴、平动轴和主轴的轴线偏移运动模型;基于三种典型类型机床的拓扑结构对轴线偏移型机床...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DMU 70evo linear非正交机床
图2-1 DMU 70evo linear非正交机床图中d、ψ、φ为非正交机床的参数,由B转轴轴线在机床中的空间位置可知,其与Z轴的夹角为ψ,在机床坐标系中XOY平面内与X轴的夹角为φ,该轴线与Z轴的交点距离工作台面的距离为d。为了方便分析,在B转轴的运动部件上建立一个与机床坐标系同向的B转轴理论坐标系(OBt-XBtYBtZBt),其坐标系原点在C轴轴线和工作台的交点处,同时在B轴轴线的方向建立B转轴实际坐标系(OBr-XBrYBrZBr),实际坐标系的YBr轴与B轴轴线重合,实际坐标系原点位于B轴轴线与理论坐标系ZBt轴上的交点处。该非正交机床的B转轴实际坐标系与理论坐标系的相对位置如图2-3所示。
图中d、ψ、φ为非正交机床的参数,由B转轴轴线在机床中的空间位置可知,其与Z轴的夹角为ψ,在机床坐标系中XOY平面内与X轴的夹角为φ,该轴线与Z轴的交点距离工作台面的距离为d。为了方便分析,在B转轴的运动部件上建立一个与机床坐标系同向的B转轴理论坐标系(OBt-XBtYBtZBt),其坐标系原点在C轴轴线和工作台的交点处,同时在B轴轴线的方向建立B转轴实际坐标系(OBr-XBrYBrZBr),实际坐标系的YBr轴与B轴轴线重合,实际坐标系原点位于B轴轴线与理论坐标系ZBt轴上的交点处。该非正交机床的B转轴实际坐标系与理论坐标系的相对位置如图2-3所示。根据该机床的设计参数可知,B轴实际轴线与B轴理论坐标系ZBt轴之间的夹角为ψ,在XBtOZBt平面内与XBt的夹角为φ,同时,两个坐标系原点之间的距离为d。设B转轴实际坐标系原点在理论坐标系ZBt轴的位置为zB,B轴轴线在YBtOZBt平面内的投影为B1轴,B轴与B1轴的夹角为γB,同时B1轴与B轴理论坐标系YBt轴的夹角为αB。两者之间的空间关系可以认为是B轴理论坐标系先沿其ZBt轴平移zB与实际坐标系的原点重合,再绕其XBt轴旋转角度αB,使得理论坐标系的YBt轴与B1轴重合,之后绕其新ZBt轴旋转角度γB,最后与实际坐标系重合。本文定义平移量zB为B转轴轴线的Z轴平移度,旋转角度αB、γB分别为B轴轴线绕X轴,Z轴的偏转角,其他形式的非正交机床的旋转轴轴线偏移量定义形式与之相同。由两个坐标系之间的位置关系可知,zB、αB、γB的计算如下式所示:
本文编号：2945460
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DMU 70evo linear非正交机床
图2-1 DMU 70evo linear非正交机床图中d、ψ、φ为非正交机床的参数,由B转轴轴线在机床中的空间位置可知,其与Z轴的夹角为ψ,在机床坐标系中XOY平面内与X轴的夹角为φ,该轴线与Z轴的交点距离工作台面的距离为d。为了方便分析,在B转轴的运动部件上建立一个与机床坐标系同向的B转轴理论坐标系(OBt-XBtYBtZBt),其坐标系原点在C轴轴线和工作台的交点处,同时在B轴轴线的方向建立B转轴实际坐标系(OBr-XBrYBrZBr),实际坐标系的YBr轴与B轴轴线重合,实际坐标系原点位于B轴轴线与理论坐标系ZBt轴上的交点处。该非正交机床的B转轴实际坐标系与理论坐标系的相对位置如图2-3所示。
图中d、ψ、φ为非正交机床的参数,由B转轴轴线在机床中的空间位置可知,其与Z轴的夹角为ψ,在机床坐标系中XOY平面内与X轴的夹角为φ,该轴线与Z轴的交点距离工作台面的距离为d。为了方便分析,在B转轴的运动部件上建立一个与机床坐标系同向的B转轴理论坐标系(OBt-XBtYBtZBt),其坐标系原点在C轴轴线和工作台的交点处,同时在B轴轴线的方向建立B转轴实际坐标系(OBr-XBrYBrZBr),实际坐标系的YBr轴与B轴轴线重合,实际坐标系原点位于B轴轴线与理论坐标系ZBt轴上的交点处。该非正交机床的B转轴实际坐标系与理论坐标系的相对位置如图2-3所示。根据该机床的设计参数可知,B轴实际轴线与B轴理论坐标系ZBt轴之间的夹角为ψ,在XBtOZBt平面内与XBt的夹角为φ,同时,两个坐标系原点之间的距离为d。设B转轴实际坐标系原点在理论坐标系ZBt轴的位置为zB,B轴轴线在YBtOZBt平面内的投影为B1轴,B轴与B1轴的夹角为γB,同时B1轴与B轴理论坐标系YBt轴的夹角为αB。两者之间的空间关系可以认为是B轴理论坐标系先沿其ZBt轴平移zB与实际坐标系的原点重合,再绕其XBt轴旋转角度αB,使得理论坐标系的YBt轴与B1轴重合,之后绕其新ZBt轴旋转角度γB,最后与实际坐标系重合。本文定义平移量zB为B转轴轴线的Z轴平移度,旋转角度αB、γB分别为B轴轴线绕X轴,Z轴的偏转角,其他形式的非正交机床的旋转轴轴线偏移量定义形式与之相同。由两个坐标系之间的位置关系可知,zB、αB、γB的计算如下式所示:
本文编号：2945460
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2945460.html
