基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法及装置，包括如下步骤：A、将异形注塑件的工件数模导入CAM软件，并将工件数模进行旋转变换，使其坐标系与机床的工件坐标系一致；B、利用CAM软件的人机交互功能，手动拾取工件数模的合模线，并对拾取到的若干合模线进行处理，以得到初始加工轨迹；C、对初始加工轨迹进行后置处理，得到加工轨迹。本发明专利技术结合五轴联动机床，对于各种异形注塑件均能够完成合模线加工，且加工效果更好，还降低了加工轨迹获取的复杂度，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法及装置


[0001]本专利技术涉及基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法及装置。

技术介绍

[0002]合模线又称溢料线，过量的塑料在模具接合部位流出，切除溢边后仍留下可见的痕迹、有时称模痕或界面线，也指由于物料流入塑模部件之间的缝隙而在塑件或铸件上产生的缝迹。实际生产中，需要利用机床对合模线进行加工，该加工主要是指飞边工艺。对于飞边工艺，采用刮刀才能够达到最好的效果，而刮刀在使用过程中需以一定的夹角沿合模线运动，运动方向应与其切矢方向保持一致，且要保证合模线在加工过程中是水平的。而但是现有机床的主轴(即刀具所对应轴)是垂直于工件旋转的，无法设置角度，同时，与现有机床配合使用的通用CAM软件(计算机辅助软件)也无法生成符合上述要求的运动轨迹，因此，现有技术中对合模线的加工通常无法取得满意的效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术提出基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法及装置，结合五轴联动机床，对于各种异形注塑件均能够完成合模线加工，且加工效果更好，还降低了加工轨迹获取的复杂度，提高了工作效率。
[0004]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0005]基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法，机床包括工作台和刀具，五轴包括X、Y、Z轴、以及分别对应于工作台和刀具的A轴和C轴，包括如下步骤：
[0006]A、将异形注塑件的工件数模导入CAM软件，并将工件数模进行旋转变换，使其坐标系与机床的工件坐标系一致；
[0007]B、手动拾取工件数模的合模线，并对拾取到的若干合模线进行处理，以得到初始加工轨迹；
[0008]C、对初始加工轨迹进行后置处理，得到加工轨迹，具体包括如下步骤：
[0009]C1、根据初始加工轨迹得到刀触点坐标；
[0010]C2、若初始加工轨迹中，当前点与其前一点不重合，则计算当前点与其前一点的向量，并计算该向量在平面YOZ的水平投影向量V2，根据该水平投影向量V2与X轴正方向单位向量的夹角、以及该投影向量V2分别与X轴、Y轴正方向单位向量之积，确定A轴摆动角度α；
[0011]C3、若初始加工轨迹中，当前点与其前一点不重合，则计算当前点与其前一点的向量、并计算该向量在平面XOY的水平投影向量V3，根据该水平投影向量V3与Y轴正方向单位向量的夹角、以及该投影向量V3与Y轴正方向单位向量之积，确定C轴摆动角度c；
[0012]C4、根据A轴摆动角度α对刀触点坐标进行坐标变换，并根据C轴摆动角度c对变换后的刀触点坐标进行偏移得到刀位点坐标，从而得到加工轨迹。
[0013]进一步的，所述步骤C2具体为：
[0014]C21、根据如下公式计算摆动角度α的绝对值：
[0015]|α|＝|arccos((V2·
OX)/(|V2|
·
|OX|))|，其中，OX为X轴正方向单位向量；
[0016]C22、设投影向量V2与X轴正方向单位向量之积为k1＝V2·
OX，投影向量V2与Y轴正方向单位向量之积为k2＝V2·
OY，若k1、k2均为正或者均为负，则α＝
‑
|α|，若k1、k2一正一负，则α＝|α|。
[0017]进一步的，所述步骤C3具体为：
[0018]C31、根据如下公式计算摆动角度c的绝对值：
[0019]|c|＝|arccos((V3·
OY)/(|V3|
·
|OY|))|；
[0020]C32、设投影向量V3与Y轴正方向单位向量之积为k3＝V3·
OY，若k3＞0，则c＝2π
‑
|c|，若k3≤0，则c＝|c|。
[0021]进一步的，所述步骤C4具体为：
[0022]C41、对刀触点坐标进行坐标变换公式为：
[0023]其中，(x,y,z)为变换之前的刀触点坐标，(x
′
,y
′
,z
′
)为变换之后的刀触点坐标；
[0024]C42、对变换之后的刀触点坐标(x
′
,y
′
,z
′
)进行偏移，得到刀位点坐标(x
″
,y
″
,z
″
)：
[0025]其中，tc为刀具切入角，tx为刀具的刀尖点与刀具回转轴在X轴的偏移量，ty为刀具的刀尖点与刀具回转轴在Y轴的偏移量，td为刀具下降高度。
[0026]进一步的，所述步骤C2中，所述当前点与其前一点不重合包括：当前点与其前一点坐标不重合，且这两点在平面YOZ的水平投影不重合；所述步骤C3中，所述当前点与其前一点不重合包括：当前点与其前一点坐标不重合，且这两点在平面XOY的水平投影不重合。
[0027]进一步的，所述步骤A中的CAM软件基于OCC技术开发。
[0028]进一步的，所述步骤B中，对拾取到的若干合模线进行处理具体包括：对若干合模线进行排序；对排序后的合模线进行样条拟合，得到完整的样条曲线；对该样条曲线进行离散，即得到所述初始加工轨迹。
[0029]进一步的，在进行所述步骤C4之前，还对相邻刀触点切矢的变化角度进行判断，当该变化角度大于设定的阈值时，则通过插值进行平滑处理，切矢根据所述初始加工轨迹得到。
[0030]进一步的，还包括如下步骤:
[0031]D、根据步骤C所得到的加工轨迹，生成机床能够识别的加工程序。
[0032]本专利技术还通过以下技术方案实现；
[0033]基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工装置，包括：
[0034]数据导入模块：用于根据异形注塑件的工件数模导入CAM软件，并将工件数模进行
旋转变换，使其坐标系与机床的工件坐标系一致；
[0035]初始加工轨迹获取模块：手动拾取工件数模的合模线，并对拾取到的若干合模线进行处理，以得到初始加工轨迹；
[0036]加工轨迹获取模块：用于对初始加工轨迹进行后置处理，得到加工轨迹，其中，后置处理具体包括：
[0037]根据初始加工轨迹得到刀触点坐标；初始加工轨迹中，若当前点与其前一点不重合，则根据当前点与其前一点的向量V1、该相邻两点在平面YOZ的水平投影向量V2，以及该投影向量V2分别与X轴、Y轴正方向单位向量之积，确定A轴摆动角度α；初始加工轨迹中，若当前点与其前一点不重合，则根据当前点与其前一点的向量V1、该相邻两点在平面XOY的水平投影向量V3，以及该投影向量V3与Y轴单位向量之积，确定C轴摆动角度c；根据A轴摆动角度α对刀触点坐标进行坐标变换，并根据C轴摆动角度c对变换后的刀触点坐标进行偏移得到刀位点坐标，从而得到加工轨迹。
[0038]本专利技术具有如下有益效果：
[0039]1、本专利技术首先将异形注塑件的工件数模导入CAM软件，并直接拾取若干合模线，对该若干合模线处理后即可得到初始加工轨迹，然后依据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法，机床包括工作台和刀具，五轴包括X、Y、Z轴、以及分别对应于工作台和刀具的A轴和C轴，其特征在于：包括如下步骤：A、将异形注塑件的工件数模导入CAM软件，并将工件数模进行旋转变换，使其坐标系与机床的工件坐标系一致；B、手动拾取工件数模的合模线，并对拾取到的若干合模线进行处理，以得到初始加工轨迹；C、对初始加工轨迹进行后置处理，得到加工轨迹，具体包括如下步骤：C1、根据初始加工轨迹得到刀触点坐标；C2、若初始加工轨迹中，当前点与其前一点不重合，则计算当前点与其前一点的向量，并计算该向量在平面YOZ的水平投影向量V2，根据该水平投影向量V2与X轴正方向单位向量的夹角、以及该投影向量V2分别与X轴、Y轴正方向单位向量之积，确定A轴摆动角度α；C3、若初始加工轨迹中，当前点与其前一点不重合，则计算当前点与其前一点的向量、并计算该向量在平面XOY的水平投影向量V3，根据该水平投影向量V3与Y轴正方向单位向量的夹角、以及该投影向量V3与Y轴正方向单位向量之积，确定C轴摆动角度c；C4、根据A轴摆动角度α对刀触点坐标进行坐标变换，并根据C轴摆动角度c对变换后的刀触点坐标进行偏移得到刀位点坐标，从而得到加工轨迹。2.根据权利要求1所述的基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法，其特征在于：所述步骤C2具体为：C21、根据如下公式计算摆动角度α的绝对值：|α|＝|arccos((V2·
OX)/(|V2|
·
|OX|))|，其中，OX为X轴正方向单位向量；C22、设投影向量V2与X轴正方向单位向量之积为k1＝V2·
OX，投影向量V2与Y轴正方向单位向量之积为k2＝V2·
OY，若k1、k2均为正或者均为负，则α＝
‑
|α|，若k1、k2一正一负，则α＝|α|。3.根据权利要求2所述的基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法，其特征在于：所述步骤C3具体为：C31、根据如下公式计算摆动角度c的绝对值：|c|＝|arccos((V3·
OY)/(|V3|
·
|OY|))|；C32、设投影向量V3与Y轴正方向单位向量之积为k3＝V3·
OY，若k3＞0，则c＝2π
‑
|c|，若k3≤0，则c＝|c|。4.根据权利要求1或2或3所述的基于五轴联动机床的异形注塑件合模线加工方法，其特征在于：所述步骤C4具体为：C41、对刀触点坐标进行坐标变换公式为：其中，(x,y,z)为变换之前的刀触点坐标，(x
′
,y
′
,z
′
)为变换之后的刀触点坐标；C42、对变换之后的刀触点坐标(x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文奇，钟治魁，王平江，许烈，
申请(专利权)人：泉州华数机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：