[发明专利]五轴联动数控铣床伺服动态参数快速调整方法

说明书

技术领域

本发明属于五轴联动数控机床制造领域，尤其涉及大型结构件的五坐标轴机床铣削加工技术领域。

背景技术

五轴联动数控机床是指在一台机床上有五个运动轴，包括三个直线轴和两个旋转轴，数控机床各轴在计算机数控系统的控制下按一定的速度同时到达某一个设定的点，协调运动进行加工，五轴联动数控铣床多用于加工复杂曲面零件或者大型结构件。由于五轴联动数控铣床在使用过程中机械、电气系统存在耦合和匹配性问题，对于数控机床的伺服动态参数调整较为复杂；另一方面由于无法预计参数调整后对零件加工精度的影响，目前的机床调整通常采用传统的试切-调整-再试切的循环方法，直到满足零件精度要求。因此，机床参数调整的盲目性较大，缺乏科学指导，调整周期长，生产效率低，尤其对于大型件的试切成本更高，极大浪费了生产力。

由于企业对生产效率和零件精度控制的需求，基于加工精度评判机床伺服动态参数调整后对零件切削产生的影响，成为一技术要点。由此改变机床的动态伺服参数即可预知不同条件下的铣削工件加工精度，从而为机床的快速调整提供依据。

发明内容

本发明的目的提高五轴联动数控机床伺服控制动态参数的调整效率，提出了五轴联动数控铣床伺服动态参数快速调整方法。

本发明的内容是：五轴联动数控铣床伺服动态参数快速调整方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：步骤1：设定数控铣床的动态因素量值(位置环增益Kp、速度环增益Kv、加速度a、加加速度)，输入数控铣床的工件加工程序，计算得到数控铣床各个运动轴(X，Y，Z，A，B)的实际运动轨迹；

步骤2：根据步骤1得到的数控铣床各个运动轴(X，Y，Z，A，B)的实际运动轨迹，计算得到数控铣床刀具的实际运动轨迹；

步骤3：根据步骤2得到的数控铣床刀具的实际运动轨迹，计算得到铣削工件成形点的位置轨迹；

步骤4：根据步骤3得到的铣削工件成形点的位置轨迹，计算得到铣削工件成形面的轨迹；

步骤5：根据步骤4得到的铣削工件成形面的轨迹和工件理想型面数据，计算得到工件的铣削精度；

步骤6：如果工件的铣削误差在零件允许的范围内，则不需要调整数控铣床的动态因素量值，否则由机床操作人员根据实际经验，调整数控铣床的动态因素量值，按照步骤1到步骤5的过程计算出工件铣削的精度，直到在零件允许的范围内。

本发明的有益效果是：本发明将机床伺服调整的动态因素和现有机床的静态因素精度相结合，用于产生刀具的实际位置和姿态，由包络理论构建零件铣削的实际成形点，由曲面造型理论得到零件铣削的精度，最终由铣削精度评判机床的伺服动态参数。相对于现有技术依靠经验调整或者采用调整-试切-再调整的方法，具有系统而科学的调整方法，具备更好的精度控制效果和工作效率。同时本方法可以实现大型零件铣削加工的精度预估，为零件切削前提供精度保障。

附图说明

图1本发明的实现主流程图。

图2本发明实施例的数控机床运动轴基本环节。

图3本发明实施例的铣削圆柱工件刀具运动轨迹。

图4本发明实施例的铣削S曲面工件刀具运动轨迹。

图5本发明实施例的铣削圆柱工件成形点位置轨迹。

图6本发明实施例的铣削S曲面成形点位置轨迹。

图7本发明实施例的铣削圆柱工件成形面轨迹。

图8本发明实施例的铣削S曲面工件成形面轨迹。

图9本发明实施例的机床调整示意图。

具体实施方式

下面结合附图1和具体实施例详细描述本发明的具体实施过程五轴联动数控铣床伺服动态参数快速调整方法，包括如下步骤：

步骤1：设定数控铣床的动态因素量值(位置环增益Kp、速度环增益Kv、速度a、加加速度)，输入数控铣床的工件加工程序，计算得到数控铣床各个运动轴(X，Y，Z，A，B)的实际运动轨迹；

数控铣床的运动轴可表示为X，Y，Z三个方向的直线轴以及A，B，C三个方向的旋转轴，A、B、C分别表示绕X，Y，Z直线轴旋转的旋转轴，五轴数控铣床包括X，Y，Z三个方向的直线轴和A、B、C三个旋转轴中的任意两个，本实施例中以X，Y，Z，A，B五轴机床为例。如图2所示，数控铣床运动轴包括了位置环、速度环、电机环、机械环基本环节，通过设定数控铣床的动态因素量值，输入数控铣床的工件加工程序，由计算得到各运动轴的实际运动轨迹，工件放置在由加工程序指定的工件坐标系下。