Verhindern Sie Werkzeug interferenzen beim 5-Achs Fraesen
Verhindern Sie Werkzeug interferenzen beim 5-Achs-Fräsen
Mit der zunehmenden Konstruktion von facettenreichen und komplexen Kurventeilen wird die 5-Achs-Bearbeitung einen zunehmenden Anteil der CNC-Bearbeitung ausmachen. Da 5-Achs-CNC-Bearbeitung fügt zwei Freiheitsgrade der Rotation, erhöht sie die Schwierigkeit der CNC-Bearbeitung Bewegung simulation Berechnung und Werkzeug kollision prüfungen, insbesondere bei Bearbeitung von Teilen mit sehr komplexen Formen. Um sicherzustellen, dass 5-Achs-CNC-Werkzeug maschinen eine hocheffiziente und qualitativ hochwertige Fräsbearbeitung durchführen, wird daher das Design der 5-Achs-Bearbeitung werkzeug bahnerzeugung und der Software zur Kollision sprüfung zu einem wichtigen Thema.
Das Merkmal Projektion verfahren eignet sich für die 5-Achsen-Bearbeitung interferenz CNC-Bearbeitung werkzeug, das heißt, wird die Bearbeitung fläche in eine Reihe von Oberflächenmerkmal punkten diskretisiert. Ob die Werkzeug interferenz auftritt, kann dadurch beurteilt werden, ob der Merkmal punkt in das Innere der Werkzeug oberfläche eintritt. Gleichzeitig werden die Bearbeitung fläche und die Werkzeug oberfläche auf eine bestimmte Ebene projiziert und nur die Merkmalserkennung punkte im gekrümmten Oberflächenbereich des umhüllenden Werkzeug projektion graphen auf Interferenzen überprüft, was die Effizienz der Interferenzerkennung verbessert .
1. Prüfmethode für Werkzeuginterferenzen
Koordinaten system und Koordinaten tran formation
Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird das lokale Koordinaten system L des 5-Achsen-Kreisfräser fräsens als XL-Achse, YL-Achse und ZL-Achse dargestellt. Die YL-Achse zeigt immer in die Schnitt richtung f des Werkzeug kontakts (als CC-Punkt bezeichnet) OL. Die ZL-Achse zeigt auf die Normalen richtung n der Fläche, und die XL-Achse wird durch die Rechte-Hand-Regel der YL-Achse und der ZL-Achse bestimmt. Das Werkzeug dreht sich im Allgemeinen um die XL-Achse von der ZL-Achse zur YL-Achse um einen Steigung winkel (Fersenwinkel) a und dreht sich um die ZL-Achse nacheinander um einen Schräglaufwinkel b. Zusätzlich kann am Werkzeug platzpunkt (kurz CL-Punkt) OT auch das Werkzeug koordinaten system T (XT, YT, ZT) definiert werden. Die YT-Achse zeigt in die Richtung der Linie, die den CL-Punkt und den CC-Punkt verbindet. Die ZT-Achse ist die Richtung des Werkzeug achsenvektors und die XT-Achse ist die Richtung, die durch die Rechte-Hand-Regel der YT-Achse und der ZT-Achse bestimmt wird. Der Koordinatenursprung liegt am Werkzeug mittelpunkt (dh CL-Punkt) OT. Um die Kollisionsprüfung zu vereinfachen, wird die relativ regelmäßig geformte Werkzeug oberfläche als Referenz für die Kollisionsprüfung verwendet. Die bearbeitete Oberfläche wird diskretisiert, um die Form der Oberfläche in Form eines Satzes charakteristischer Punkte auszudrücken. Die Original daten dieser Merkmal punkte werden im Welt koordinatensystem W ausgedrückt, daher müssen die Merkmalspunkt daten zuerst vom Welt koordinatensystem W (OW-XW, YW, ZW) in das lokale Koordinatensystem L (OL-XL , YL, ZL) ). Es wird dann von dem lokalen Koordinatensystem L an dem Werkzeug-Koordinaten system T (OT-XT, YT, ZT) transformiert.
Prüfmethode für Werkzeug interferenzen
Wenn Werkzeug und Antriebskopf ausgewählt wurden, ist die Größe des Werkzeug systems (Werkzeug und Antriebskopf) bekannt. Ob das Werkzeug system mit der bearbeiteten Oberfläche interferiert, kann dadurch bestimmt werden, dass beurteilt wird, ob der charakteristische Punkt P in das Innere der Werkzeug oberfläche eintritt. Wie in Abbildung 2 gezeigt, ist es die Position beziehung zwischen dem Werkzeug system und der bearbeiteten Oberfläche bei der Bearbeitung des Ringmessers. In der Werkzeug-Koordinaten system, läßt die die charakteristischen Punkt P Koordinaten PI sein (Xpt, Ypt, ZPT). Entsprechend den verschiedenen Kombinationsteilen des Werkzeug systems wird der Koordinatenwert Zpt des charakteristischen Punktes P zur Beurteilung in 4 Abschnitte unterteilt. Die Details sind wie folgt:
Wenn der Merkmalspunkt P im Bereich von u1 liegt, tritt keine Interferenz auf.
Wenn der charakteristische Punkt P im Bereich von u2 liegt, gibt es zwei Situationen und der Torus wird in zwei Teile geteilt:
Kleines zylindrisches Teil P1 und kreisförmiges Ringteil P2. Wenn der Merkmalspunkt am zylindrischen Teil P1 beteiligt ist, tritt Werkzeug interferenz auf, d. h. er ist erfüllt
wobei R den Radius des Werkzeugs darstellt und R1 den Radius des Rings des kreisförmigen Werkzeugs darstellt.
Wenn der Merkmalspunkt im Ringteil P2 beteiligt ist, tritt auch Werkzeug interferenz auf, dh es ist erfüllt
im Stil
Wenn der Merkmalspunkt ist P nicht die Teile P1 und P2 eingeben, wird kein Werkzeug Störungen auftreten.
Wenn der charakteristische Punkt P innerhalb des Bereichs von u3 ist, wenn der Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt P und der Achse ZT kleiner ist als der Werkzeug radius tritt Werkzeug interferenz, die erfüllt ist
Andernfalls wird kein Werkzeug Störungen auftreten.
Wenn der charakteristische Punkt P im Bereich von u4 liegt, ist die Situation die gleiche wie bei 3, solange der Werkzeug radius R in der Formel (3) zur Beurteilung durch den Antriebskopfradius d/2 ersetzt wird.
Mit der zunehmenden Konstruktion von facettenreichen und komplexen Kurventeilen wird die 5-Achs-Bearbeitung einen zunehmenden Anteil der CNC-Bearbeitung ausmachen. Da 5-Achs-CNC-Bearbeitung fügt zwei Freiheitsgrade der Rotation, erhöht sie die Schwierigkeit der CNC-Bearbeitung Bewegung simulation Berechnung und Werkzeug kollision prüfungen, insbesondere bei Bearbeitung von Teilen mit sehr komplexen Formen. Um sicherzustellen, dass 5-Achs-CNC-Werkzeug maschinen eine hocheffiziente und qualitativ hochwertige Fräsbearbeitung durchführen, wird daher das Design der 5-Achs-Bearbeitung werkzeug bahnerzeugung und der Software zur Kollision sprüfung zu einem wichtigen Thema.
Das Merkmal Projektion verfahren eignet sich für die 5-Achsen-Bearbeitung interferenz CNC-Bearbeitung werkzeug, das heißt, wird die Bearbeitung fläche in eine Reihe von Oberflächenmerkmal punkten diskretisiert. Ob die Werkzeug interferenz auftritt, kann dadurch beurteilt werden, ob der Merkmal punkt in das Innere der Werkzeug oberfläche eintritt. Gleichzeitig werden die Bearbeitung fläche und die Werkzeug oberfläche auf eine bestimmte Ebene projiziert und nur die Merkmalserkennung punkte im gekrümmten Oberflächenbereich des umhüllenden Werkzeug projektion graphen auf Interferenzen überprüft, was die Effizienz der Interferenzerkennung verbessert .
1. Prüfmethode für Werkzeuginterferenzen
Koordinaten system und Koordinaten tran formation
Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird das lokale Koordinaten system L des 5-Achsen-Kreisfräser fräsens als XL-Achse, YL-Achse und ZL-Achse dargestellt. Die YL-Achse zeigt immer in die Schnitt richtung f des Werkzeug kontakts (als CC-Punkt bezeichnet) OL. Die ZL-Achse zeigt auf die Normalen richtung n der Fläche, und die XL-Achse wird durch die Rechte-Hand-Regel der YL-Achse und der ZL-Achse bestimmt. Das Werkzeug dreht sich im Allgemeinen um die XL-Achse von der ZL-Achse zur YL-Achse um einen Steigung winkel (Fersenwinkel) a und dreht sich um die ZL-Achse nacheinander um einen Schräglaufwinkel b. Zusätzlich kann am Werkzeug platzpunkt (kurz CL-Punkt) OT auch das Werkzeug koordinaten system T (XT, YT, ZT) definiert werden. Die YT-Achse zeigt in die Richtung der Linie, die den CL-Punkt und den CC-Punkt verbindet. Die ZT-Achse ist die Richtung des Werkzeug achsenvektors und die XT-Achse ist die Richtung, die durch die Rechte-Hand-Regel der YT-Achse und der ZT-Achse bestimmt wird. Der Koordinatenursprung liegt am Werkzeug mittelpunkt (dh CL-Punkt) OT. Um die Kollisionsprüfung zu vereinfachen, wird die relativ regelmäßig geformte Werkzeug oberfläche als Referenz für die Kollisionsprüfung verwendet. Die bearbeitete Oberfläche wird diskretisiert, um die Form der Oberfläche in Form eines Satzes charakteristischer Punkte auszudrücken. Die Original daten dieser Merkmal punkte werden im Welt koordinatensystem W ausgedrückt, daher müssen die Merkmalspunkt daten zuerst vom Welt koordinatensystem W (OW-XW, YW, ZW) in das lokale Koordinatensystem L (OL-XL , YL, ZL) ). Es wird dann von dem lokalen Koordinatensystem L an dem Werkzeug-Koordinaten system T (OT-XT, YT, ZT) transformiert.
Prüfmethode für Werkzeug interferenzen
Wenn Werkzeug und Antriebskopf ausgewählt wurden, ist die Größe des Werkzeug systems (Werkzeug und Antriebskopf) bekannt. Ob das Werkzeug system mit der bearbeiteten Oberfläche interferiert, kann dadurch bestimmt werden, dass beurteilt wird, ob der charakteristische Punkt P in das Innere der Werkzeug oberfläche eintritt. Wie in Abbildung 2 gezeigt, ist es die Position beziehung zwischen dem Werkzeug system und der bearbeiteten Oberfläche bei der Bearbeitung des Ringmessers. In der Werkzeug-Koordinaten system, läßt die die charakteristischen Punkt P Koordinaten PI sein (Xpt, Ypt, ZPT). Entsprechend den verschiedenen Kombinationsteilen des Werkzeug systems wird der Koordinatenwert Zpt des charakteristischen Punktes P zur Beurteilung in 4 Abschnitte unterteilt. Die Details sind wie folgt:
Wenn der Merkmalspunkt P im Bereich von u1 liegt, tritt keine Interferenz auf.
Wenn der charakteristische Punkt P im Bereich von u2 liegt, gibt es zwei Situationen und der Torus wird in zwei Teile geteilt:
Kleines zylindrisches Teil P1 und kreisförmiges Ringteil P2. Wenn der Merkmalspunkt am zylindrischen Teil P1 beteiligt ist, tritt Werkzeug interferenz auf, d. h. er ist erfüllt
wobei R den Radius des Werkzeugs darstellt und R1 den Radius des Rings des kreisförmigen Werkzeugs darstellt.
Wenn der Merkmalspunkt im Ringteil P2 beteiligt ist, tritt auch Werkzeug interferenz auf, dh es ist erfüllt
im Stil
Wenn der Merkmalspunkt ist P nicht die Teile P1 und P2 eingeben, wird kein Werkzeug Störungen auftreten.
Wenn der charakteristische Punkt P innerhalb des Bereichs von u3 ist, wenn der Abstand zwischen dem charakteristischen Punkt P und der Achse ZT kleiner ist als der Werkzeug radius tritt Werkzeug interferenz, die erfüllt ist
Andernfalls wird kein Werkzeug Störungen auftreten.
Wenn der charakteristische Punkt P im Bereich von u4 liegt, ist die Situation die gleiche wie bei 3, solange der Werkzeug radius R in der Formel (3) zur Beurteilung durch den Antriebskopfradius d/2 ersetzt wird.
