專利名稱：基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及三軸機(jī)床應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法。
背景技術(shù)：
五軸機(jī)床，即五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，通常用于復(fù)雜曲面加工，例如汽輪機(jī)葉片、航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件等的加工。在加工這些零件時(shí)，五軸機(jī)床的刀具垂直于工件表面，加工表面光潔度高。但是五軸機(jī)床的成本較一般的三軸機(jī)床高出很多，價(jià)格昂貴，對(duì)于操作和應(yīng)用等各方面的要求都極為嚴(yán)苛，不利于大規(guī)模地推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種基于三維控制的方法，在規(guī)則工件上切割，并能夠獲得與五軸機(jī)床相同的加工效果，從而有效地降低了機(jī)床成本，且操作簡(jiǎn)便易行，應(yīng)用范圍廣泛的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法。三軸機(jī)床包括旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸和直線軸，所述的旋轉(zhuǎn)軸連接于所述的工件，用以控制所述工件的旋轉(zhuǎn)；所述的擺動(dòng)軸和直線軸均連接機(jī)床刀具，用以分別控制刀具的擺動(dòng)路線和切割深度。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法包括以下步驟(I)所述的三軸機(jī)床讀取三維空間加工軌跡文件；(2)所述的三軸機(jī)床將所述的三維空間加工軌跡文件轉(zhuǎn)換為關(guān)于所述的旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸和直線軸的機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件；(3)所述的三軸機(jī)床根據(jù)所述的機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件進(jìn)行工件的曲面加工。該基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法中，所述的步驟(2)具體包括以下步驟(21)所述的三軸機(jī)床獲得所述的三維空間加工軌跡文件中的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)；(22)所述的三軸機(jī)床對(duì)由所述的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的加工軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化；(23)所述的三軸機(jī)床將所述的經(jīng)過(guò)密化的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為三維球面坐標(biāo)占.(24)所述的三軸機(jī)床將所述的三維球面坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)；(25)所述的三軸機(jī)床將所述的機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)存儲(chǔ)為機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件。 該基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法中，所述的三軸機(jī)床對(duì)由所述的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的加工軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化，具體為所述的三軸機(jī)床利用三維CAM軟件對(duì)由所述的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的加工軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化。該基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法中，所述的三軸機(jī)床將所述的經(jīng)過(guò)密化的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為三維球面坐標(biāo)點(diǎn)具體為所述的三軸機(jī)床將經(jīng)過(guò)密化的三維空間上的數(shù)據(jù)點(diǎn)(x，y，z)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的三維球面坐標(biāo)系的坐標(biāo)點(diǎn)(r，θ，Ψ)，其中
權(quán)利要求
1.一種基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機(jī)床包括旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸和直線軸，所述的旋轉(zhuǎn)軸連接于所述的工件，用以控制所述工件的旋轉(zhuǎn)；所述的擺動(dòng)軸和直線軸均連接機(jī)床刀具，用以分別控制刀具的擺動(dòng)路線和切割深度，所述的方法包括以下步驟 (1)所述的三軸機(jī)床讀取三維空間加工軌跡文件； (2)所述的三軸機(jī)床將所述的三維空間加工軌跡文件轉(zhuǎn)換為關(guān)于所述的旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸和直線軸的機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件； (3)所述的三軸機(jī)床根據(jù)所述的機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件進(jìn)行工件的曲面加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，其特征在于，所述的步驟(2)具體包括以下步驟 (21)所述的三軸機(jī)床獲得所述的三維空間加工軌跡文件中的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)； (22)所述的三軸機(jī)床對(duì)由所述的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的加工軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化； (23)所述的三軸機(jī)床將所述的經(jīng)過(guò)密化的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為三維球面坐標(biāo)點(diǎn)； (24)所述的三軸機(jī)床將所述的三維球面坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)； (25)所述的三軸機(jī)床將所述的機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)存儲(chǔ)為機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機(jī)床對(duì)由所述的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的加工軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化，具體為 所述的三軸機(jī)床利用三維CAM軟件對(duì)由所述的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)構(gòu)成的加工軌跡進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機(jī)床將所述的經(jīng)過(guò)密化的三維空間坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為三維球面坐標(biāo)點(diǎn)具體為 所述的三軸機(jī)床將經(jīng)過(guò)密化的三維空間上的數(shù)據(jù)點(diǎn)(X，y, Z)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的三維球面坐標(biāo)系的坐標(biāo)點(diǎn)(r，θ，Ψ)，其中，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機(jī)床將所述的三維球面坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)，具體為 將所述的三維球面坐標(biāo)系坐標(biāo)點(diǎn)中的Θ作為所述的旋轉(zhuǎn)軸的位置；以所述的三維球面坐標(biāo)系坐標(biāo)點(diǎn)中的Ψ作為所述的擺動(dòng)軸的位置；并根據(jù)所述的三維球面坐標(biāo)系坐標(biāo)點(diǎn)中的r以及實(shí)際切割點(diǎn)的位置、球面工件的半徑和安全高度計(jì)算確定所述的直線軸的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，其特征在于，所述的三軸機(jī)床根據(jù)所述的機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件進(jìn)行工件的曲面加工，具體為 三軸機(jī)床根據(jù)所述的機(jī)床坐標(biāo)系軌跡文件中的機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)進(jìn)行工件的曲面加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法，三軸機(jī)床包括連接于工件，并用以控制工件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸以及連接機(jī)床刀具，并用以分別控制刀具的擺動(dòng)路線和切割深度的擺動(dòng)軸和直線軸，該方法在三軸機(jī)床讀取三維空間加工軌跡文件后，將三維空間坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)密化并轉(zhuǎn)化為三維球面坐標(biāo)點(diǎn)，再將三維球面坐標(biāo)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸、擺動(dòng)軸和直線軸的機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)，從而可以利用三軸機(jī)床根據(jù)所述的機(jī)床坐標(biāo)系切割點(diǎn)進(jìn)行規(guī)則工件的曲面加工，并獲得與五軸機(jī)床相同的加工效果，而且相較于五軸機(jī)床大幅降低了機(jī)床成本，并且本發(fā)明的基于三軸機(jī)床實(shí)現(xiàn)規(guī)則工件上進(jìn)行曲面加工的方法的操作簡(jiǎn)便易行，應(yīng)用范圍也較為廣泛。
文檔編號(hào)B23Q15/013GK102632433SQ20121012304
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者孫彥春, 方敏, 湯同奎, 牟鳳林, 鄭之開, 齊偉 申請(qǐng)人:上海維宏電子科技股份有限公司