一种刀尖运动轨迹控制算法制造技术

本发明专利技术公开了一种刀尖运动轨迹控制算法，该算法首先分析机床的结构，再根据机床的结构建立机床坐标系统，然后依次构建各个坐标系间的相对位置关系、机床运动传递链和机床加工运动学方程，其次再对机床加工运动学方程进行求解，最后将求解后得到的算法写入CAM后置处理器，输入工件的刀位数据信息，经过CAM后置处理器处理后，生成加工刀具长度实时变化的数控NC程序。本发明专利技术解决了刀具中心点到刀轴旋转轴的距离实时变化问题。

【技术实现步骤摘要】
一种刀尖运动轨迹控制算法
本专利技术属于机械加工制造
，具体涉及一种精密机床的刀尖运动轨迹控制算法。
技术介绍
随着航空航天、国防工业、微电子工业、现代医学以及生物工程技术的发展,对精密三维微小型复杂回转体异构件的加工精度越来越高，这类零件尺寸小，结构复杂，通常要求一次装夹完成，亚微米级精度加工，因此研发了具有宏微结合的超精密微小型车铣磨复合加工机床，微动精密十字滑台重复定位精度为50nm，可实现五轴联动数控加工，具有车、铣、车铣、磨、车磨、抛、钻、镗等多功能复合加工，大大提高了加工精度和加工效率，有效保证了三维小型复杂异构件的高精度多工艺复合加工要求。超精密车铣复合加工机床布采用空间几何误差最小的布局结构XYCTZB型结构，该机床设计X、Y、Z三个亚微米级精度的宏动轴和U、W两个纳米级精度的微动十字直线轴，转台B轴和车削C轴，形成了五个直线轴和两个旋转轴的复合加工五轴联动功能。该机床的精密微动十字直线轴U、W安装在转台B轴上，刀具刀座安装在精密微动十字直线滑台上，通过宏动轴的大行程运动结合微动十字直线轴的高精度补偿，可完成纳米级精度进给和加工，极大提高了超精密车铣复合加工机床本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刀尖运动轨迹控制算法，其特征在于，该算法实现的步骤如下：步骤一：分析机床的直线轴和旋转轴；步骤二：建立机床坐标系和各轴坐标系；步骤三：构建各个坐标系间的相对位置关系；步骤四：构建机床运动传递链；步骤五：构建机床加工运动学方程步骤六：对机床加工运动学方程进行求解步骤七：将求解后得到的算法写入CAM后置处理器。

【技术特征摘要】
1.一种刀尖运动轨迹控制算法，其特征在于，该算法实现的步骤如下：步骤一：分析机床的直线轴和旋转轴；步骤二：建立机床坐标系和各轴坐标系；步骤三：构建各个坐标系间的相对位置关系；步骤四：构建机床运动传递链；步骤五：构建机床加工运动学方程步骤六：对机床加工运动学方程进行求解步骤七：将求解后得到的算法写入CAM后置处理器。2.如权利要求1所述的刀尖运动轨迹控制算法，其特征在于，当机床为七轴五联动车铣复合加工机床时，五个直线轴分别是X轴、Y轴、Z轴和微动精密十字直线平台上的U轴和W轴，初始位置下，U轴、W轴分别和X轴、Z轴平行；同时该机床还具备C轴和B轴两个旋转轴，微动精密十字直线平台安装在B轴回转台上，刀具刀座安装在精密微动十字直线平台上，刀座随微动精密十字直线轴的平移而移动，刀座随着B轴旋转而转动。3.如权利要求2所述的刀尖运动轨迹控制算法，其特征在于，所述步骤二中，OXYT为机床坐标系、OTXTYTTT为刀具坐标系、OSWXSWYSWTSW为精密微动十字滑台W轴坐标系、OSUXSUYSUTSU为精密微动十字滑台U轴坐标系、OBXBYBTB为B轴回转台坐标系、OZXZYZTZ为Z轴坐标系、OXXXYXTX为X轴坐标系、OYXYYYTY为Y轴坐标系、OCXCYCTC为C轴坐标系、OWXWYWTW为工件坐标系；机床初始状态下，工件坐标系方向、刀具坐标系方向和机床坐标系方向一致，刀具轴线和工件轴线平行于Z轴，B轴回转工作台的轴线过微动精密十字滑台坐标系原点，其中微动精密十字滑台坐标系原点为W轴坐标系和U轴坐标系的交点。4.如权利要求3所述的刀尖运动轨迹控制算法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，郑中鹏，孙椰望，张之敬，孙宏昌，刘彪，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11