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擺動直線軸的五軸聯動控制技術研究

2023-7-7 來源：沈陽機床（集團）有限責任公司作者：馬國艷

一、前言

如圖 1 所示，該機床由 X，Y，Z，A，B 五個軸組成，其中 Z 軸的運動方向隨 A 軸的擺動角度實時發生變化，那么這類型的機床進行 RTCP（刀尖點跟隨）Z 軸需要根據 A 軸的擺動角度轉換。這種機床結構已經不是標準的五軸聯動控制機床，Z 軸需要進行實時轉換，才能實現 RTCP功能。本文基于西門子數控系統的擺動直線軸的控制功能，詳細解析了 RTCP 的實現方式。

圖 1 擺動直線軸結構圖

二、數控系統功能配置

1．基于數控系統的附加功能

機床的數控系統需要配置 SINUMERIKMDynamics 5 軸銑削工藝包，訂貨號 6FC5800-

0AS33-0YB0，SINUMERIK MDynamics 5軸（S33）包括選件 :5 軸加工包，多軸插補 >4 個插補軸，ShopTurn/ShopMill，輪廓型腔加工和切削加工中的余料檢測和余料加工，3-D 模擬 1（成品件），同步記錄，精優曲面，樣條插補（A、B 和 C 樣條），TRANSMIT/ 柱面轉換，鉆削 / 鉆銑和車削的測量循環，HMI 用戶內存在 NCU 的 CF 卡上擴展，3D 刀具半徑補償，測量運動系統。

2. 擺動直線軸結構

帶有擺動直線軸的五軸聯動機床，需要具有以下幾何特征 :

（1）有三個笛卡爾直線軸（X,Y,Z）和兩個旋轉軸（A,B）;

（2）旋轉軸平行于直線軸中的兩個軸 ;

（3）第一個旋轉軸通過其中兩個直線軸的移動而旋轉，圍繞第三個直線軸旋轉，使刀具進行運行，刀具平行于第三個直線軸。

（4）擺動直線軸的旋轉范圍非常小（±10°）。

三、參數設置

1．五軸轉換機床的配置

為確認五軸轉換能夠轉換成各軸運動的編程值，需要確認一下機床設計信息 : 機床類型 ; 軸配置 ; 機床幾何軸信息 ; 旋轉軸方向配置信息。

2．機床類型

MD24100, ... MD25190 $MC_TRAFO_TYP_n = <type>, with n = 1, 2, 3, ...