L-apparenza ta ' l-assi virtwali CNC għodda tal-magni hija kkunsidrata bħala l-aktar Rivoluzzjonarju għodda tal-magni rivoluzzjonarji f ' dan is-seklu.Jekk nagħtu Play sħiħ għall-vantaġġi ta ' din l-g ħodda magna ġdida fl-istruttura, huwa possibbli li jinfetaħ mod ġdid biex itejbu bil-kbir il-prestazzjoni tal-g ħodda magna.
Permezz ta ' l-anali Żi sabet li għal ġenerali direttament ibbażata fuq il-prin ċipju ta ' Stewart pjattaforma tal-magni tal-assi virtwali, il-mozzjoni tal-koordinati li jduru raġonevoli ħames koordinazzjoni ta ' għodod tal-magni NC hija ħafna iżgħar minn regolari (normalment biss 20 ~ 30 gradi, u ħames koordinati ta ' għodda magna jistgħu jilħqu aktar minn 90 gradi),Għalkemm l-istruttura komposta tista ' tespandi l-firxa tal-angolu, iżda l-istruttura hija kumplessa, huwa diffiċli li tiġi żgurata ebusija għolja, għalhekk, l-g ħodda komuni virtwali tal-magni tal-assi mhijiex adattata għall-ipproċessar ta ' firxa kbira, partijiet ta ' moviment multi-koordinati.Madankollu, minn perspettiva oħra, fil-produzzjoni attwali ta ' partijiet kumplessi li jeħtieġu l-ippro ċessar multi-koordinat huwa numru żgħir, u l-po żizzjoni dominanti għadha l-ippro ċessar ta ' partijiet konvenzjonali ordinarji.Għalhekk, se jkun ta ' sinifikat aktar prattiku li tistudja kif tagħmel użu mill-karatteristi ċi strutturali tal-g ħodda tal-magni tal-assi virtwali biex taqdi l-vanta ġġi tagħha fl-ippro ċessar b ' veloċità għolja u effiċjenti tal-Partijiet konvenzjonali.
L-idea bażika tal-metodu ta ' kontroll triassjali imitat għall-għodda tal-magni tal-assi virtwali hija li tikkontrolla s-sitt gradi tal-moviment tal-libertà ta ' għodda tal-magni tal-assi virtwali billi timita l-metodu ta ' kontroll ta ' għodda eżistenti ta ' tliet koordinati tal-magni CNC.B ' dan il-mod, mhux biss is-sistema ta ' programmar awtomatiku tat-tliet koordinati eżistenti tista ' tintuża direttament għal sitt gradi ta ' libertà tal-g ħodda tal-magni tal-assi virtwali, iżda wkoll permezz tal-imitazzjoni ta ' tliet assi kontroll tista ' tagħmel l-unità taż-żarżur biss twettaq il-moviment tat-traduzzjoni, Espandiet ħafna l-ispazju talBarra minn hekk, il-kontroll triassjali imitat jista ' effettivament inaqqas il-kumplessità tas-sistema ta ' kontroll, sabiex inaqqas b ' mod sinifikanti l-Ispi ża tal-g ħodda tal-magna, li twassal għall-applikazzjoni ta ' din l-g ħodda ġdida tal-magni f ' firxa kbira.
2. vantaġġi ta ' magni konvenzjonali bl-g ħodda tal-magna tal-assi virtwali
Struttura tipika ta ' għodda ta ' magni tax-xaft virtwali, li tista ' tiġi magħduda bħala l-hekk imsejħa "struttura ta ' sitt bar platform".It-tifsira speċifika tiegħu hija li jiġi ffissat tarf wieħed tas-sitt virga ta ' sewqan b ' tul varjabbli (qasir għall-virga tas-sewqan) fuq il-pjattaforma statika (bħal Fondazzjoni jew frame ta ' għodda bil-magna), u t-tarf l-ie ħor tal-virga tas-sewqan huwa mqabbad mal-pjattaforma li tiċċaqlaq, jiġifieriB ' dan il-mod, it-tul tal-virga ta ' sitt drive tista ' tiġi aġġustata sabiex il-żarżur u l-cutter jistgħu jagħmlu l-moviment meħtieġ ta ' alimentazzjoni relattiv għall-biċċa tax-xog ħol.Permezz tas-sistema ta ' kontroll għall-moviment tal-g ħalf għal kontroll preċiż, tista ' tiġi pproċessata biex tissodisfa r-rekwi żiti tal-bi ċċa tax-xog ħol.
Fid-dawl tal-g ħodda virtwali magna tal-assi għandha l-magna CNC konvenzjonali inkomparabbli, u dawn il-vanta ġġi huma li jiksbu veloċità għolja, magni ta ' preċiżjoni għolja huwa meħtieġ, u għalhekk huwa użat bħala l-partijiet konvenzjonali ta ' l-apparat ta ' proċessar effiċjenti, sabiex timmassimizza l-vanta ġġi tagħha.
Il-prin ċipju bażiku tal-kontroll ta ' tliet assi
Peress li m ' hemm l-ebda linja gwida tul id-direzzjoni fissa fl-g ħodda tal-magna tal-assi virtwali, l-assi tal-moviment tal-g ħodda X, Y u Z meħtieġa mill-makkinar numeriku tal-kontroll ma jeżistux. Għalhekk, anke jekk biss biex jinkiseb il-moviment tal-g ħodda 3D (il-kostanti tal-attitudni hija bidla fil-po żizzjoni), huwa meħtieġ li l-pjattaforma taċ-ċaqliq tiġi kkontrol b ' sitt gradi ta ' libertà.
Il-metodu ta ' kontroll triassjali imitativ huwa metodu ta ' kontroll biex jissimula l-g ħodda konvenzjonali tat-tliet koordinati magna CNC skond il-karatteristi ċi ta ' l-istruttura ta ' l-g ħodda tal-magni ta ' l-assi virtwali.Il-punt tat-tluq tagħha huwa: meta tuża l-g ħodda tal-magni tal-assi virtwali biex tipproċessa l-partijiet konvenzjonali, l-g ħodda installata fil-mag ħżel biss trid tagħmel moviment ta ' traduzzjoni tridimensjonali, l-attitudni tagħha hija valur fiss.Għalhekk, għalkemm l-unità taż-żarżur iffissata għall-pjattaforma li tiċċaqlaq għandha sitt gradi ta ' libertà ta ' moviment, huma biss tliet gradi ta ' libertà tat-traduzzjoni li huma involuti fil-kalkolu f ' ħin reali.F ' dan id-dokument, il-po żizzjoni tal-g ħodda hija rrappreżentata minn XM, Ym u zm koordinati taċ-ċentru tal-g ħodda jew ċentru tal-wi ċċ tat-tmiem fis-sistema tal-koordinati tal-g ħodda tal-magna, u l-ispostament huwa kkalkulat f ' ħin reali mill-algoritmu ta ' interpolazzjoni ta ' tliet koordinati.Fl-istess ħin, sistema ta ' koordinati tal-cutter bl-ori ġini fiċ-ċentru tal-ballun tat-t ħin jew tal-wi ċċ tat-tarf hija stabbilita, u l-assi tal-koordinati tagħha Xt, Yt u Zt huma paralleli għal XM, Ym u zm assi tas-sistema ta ' koordinati tal-g ħodda tal-magna.L-angolu tar-rotazzjoni tal-qafas tal-koordinati tal-g ħodda madwar l-assi XM, Ym u zm jintuża biex jirrappreżenta l-attitudni tal-pjattaforma li tiċċaqlaq u biex tissettja valur fiss.B ' dan il-mod, il-mozzjoni tal-pjattaforma li tiċċaqlaq tul it-tliet koordinati ta ' XM, Ym u zm hija kkalkolata u kkontrollata f ' ħin reali, u r-rotazzjoni tal-pjattaforma li tiċċaqlaq madwar l-assi ta ' XM, Ym u zm hija kkontrollata f ' ħin reali b ' valuri fissi. Għalhekk, il-grad sħiħ ta ' libertà tal-pjattaforma jiċċaqilqu jistgħu jiġu kkontrollati, u l-kontroll ta ' rabta tliet koordinati tal-moviment għodda jistgħu jiġu realizzati.Minħabba li dan il-metodu ma jeħtieġx kalkolu f ' ħin reali tal-attitudni tal-pjattaforma li tiċċaqlaq, b ' dan il-mod, mhux biss tista ' tnaqqas b ' mod effettiv l-ammont attwali ta ' kalkolu, immappjar, u l-kontroll ta ' konnessjoni jista ' jinkludi wkoll sitt gradi ta ' libertà ta ' kontroll tal-g ħodda tal-magni tal-assi virtwali fi tliet konvenzjonali ta ' kontroll ta ' numru ta ' koordinazzjoni tal-g ħodda tal-magni
Mill-istruttura tal-g ħodda tal-magna tal-assi virtwali, jista ' jkun magħruf li l-kwantità kontrollata direttament kontrollabbli fl-g ħodda tal-magna hija t-tul tal-virga ta ' sitt-drive li tappoġġa l-komponent taż-żarżur li (I = 1, 2,..., 6), dan huwa l-moviment attwali ta ' l-g ħodda tal-magna taż-żarżur (imsejjaħ "l-assi reali), b ' hekk li jagħmlu l-grad ta ' libertà ta ' ċaqliq pjattaforma mozzjoni kontroll, b ' hekk tirrealizza l-kontroll preċiż tat-trajettorja tal-moviment tal-g ħodda, l-istruzzjonijiet moviment tal-pjattaforma reali tal-immappjar invers biex jinkiseb
Il-pro Ċess ta ' operazzjoni tas-sistema huwa kif ġej: l-ewwel, it-trajettorja tal-moviment tal-g ħodda hija ġġenerata f ' ħin reali skont l-informazzjoni tal-input mogħtija mill-programm ta ' kontroll numeriku tal-parti, li huwa, il-velo ċità mistennija ta ' moviment tal-g ħodda tul ilImbagħad, il-mozzjoni mistennija tal-assi virtwali tinbidel fil-valur tal-istruzzjoni tal-moviment tal-virga ta ' sitt drive permezz tal-kalkolu virtwali tal-immappjar reali.Fl-a ħħarnett, it-tul ta ' kull virga tas-sewqan hija diżakkoppjata u s-servo ikkontrollat, sabiex it-tul attwali jkun konsistenti mat-tul mixtieq, u l-immappjar invers minn reali għal virtwali jiġi realizzat impliċitament permezz tal-istruttura tal-g ħodda tal-magna, sabiex it-trajettorja tal-g ħodda li tikkonforma mal-kmand tkun tista ' tinkiseb,
Ġenerazzjoni tal-mog ħdija tal-g ħodda fl-ispazju tal-assi virtwali
Il-kompitu tal-ġenerazzjoni tal-mog ħdija tal-g ħodda huwa li jikkonverti l-mog ħdija tal-g ħodda mogħtija mill-programm ta ' kontroll numeriku tal-parti (il-kurva ġeometrika fl-ispazju tal-assi virtwali li m ' għandha xejn x ' taqsam mal-karatteristi ċi tal-g ħodda tal-ħin u tal-magna) filIl-pro Ċess tas-soluzzjoni huwa kif ġej:
L-istabbiliment ta ' mudell matematiku
Sabiex tiġi żgurata l-akkuratezza tal-ġenerazzjoni ta ' trajettorja, l-algoritmu ta ' interpolazzjoni diretta parametrika jintuża fil-kontroll psewdo-triassjali.Il-punti ewlenin huma: li jiġi stabbilit mudell matematiku parametriku għall-kurva interpolata li hija faċli biex tiġi kkalkolata:
X = F1 (u)
Y = F2 (u)
Z = F3 (u) (1)
Fil-formula, u--parametru, u ∈ [0, 1] jeħtieġ li l-ebda kalkolu tal-funzjoni ma jkun involut fil-kalkolu tat-trajettorja f ' ħin reali, u jistgħu jitlestew biss ftit żminijiet ta ' żieda, tnaqqis, operazzjonijiet ta ' multiplikazzjoni u Diviżjoni.
Għall-interpolazzjoni tal-ark ċirkolari, pereżempju, tip (1) il-formola speċifika hija: (2) it-tip ta ' matriċi mhux kostanti, meta l-punti ta ' interpolazzjoni jinsabu f ' ~ erba ' kwadrant, il-valuri tagħha huma: raġġ r-ARC b ' dan il-mod, it-trajettorja, jista ' jkun mod assolut, jiġifieri kull kalkolu ta ' koordinati ta ' punti ta ' trajettorja , effettivament tiggarantixxi l-velo ċità u l-pre ċiżjoni tal-kalkolu tal-interpolazzjoni.
Kontroll tal-a ċċellerazzjoni u d-de ċellerazzjoni
Sabiex it-trajettorja tal-g ħodda ġġenerata tkun tissodisfa r-rekwi żiti tal-karatteristi ċi tal-a ċċellerazzjoni u d-de ċellerazzjoni tal-g ħodda tal-magna, il-kurva ottimali tal-a ċċellerazzjoni u d-de ċellerazzjoni tista ' tiġi ddeterminata skont il-karatteristi ċi dinamiċi tal-g ħodda tal-magna u maħżuna fis-sistema ta ' kontroll.Fil-pro Ċess tat-t ħaddim tas-sistema, l-ewwelnett, diversi segmenti tal-programm huma skenjati qabel u wara biex janalizzaw ix-xejra tal-varjazzjoni tal-velo ċità tal-g ħalf u jiddeterminaw il-velo ċità tal-alimentazzjoni mixtieqa F.Imbagħad, il-multiplikatur tal-velo ċità tal-feed K fuq il-Panew tal-operazzjoni jinqara, u F huwa mmodifikat miegħu. Il-velo ċità tal-feed tal-mira Fnew, Fġdid = K. F;Barra minn hekk, Fġdid jitqabbel mat-tinja attwali tal-velo ċità tal-alimentazzjoni, u l-velo ċità istantanja tal-alimentazzjoni FK (mm/min) tal-perjodu ta ' teħid ta ' kampjuni attwali hija kkalkulata skont il-kurva karatteristika tal-a ċċellerazzjoni u d-de ċellerazzjoni tal-g ħodda tal-magna.
Kontroll tal-velo ċità u tal-i żball
Peress li l-interpolazzjoni mhijiex kalkolu ġeometriku statiku, għandha tagħmel id-distanza bejn il-punt ta ' interpolazzjoni attwali u l-punt ta ' interpolazzjoni preċedenti tissodisfa r-rekwi żiti tal-velo ċità tal-g ħalf, l-a ċċellerazzjoni u d-de ċellerazzjoni, u tiżgura li l-i żball bejn is-segment tal-linja ta ' interpolazzjoni u l-kurva interpolataGħalhekk, it-tul DTK tas-segment tal-linja ta ' interpolazzjoni għandu jiġi kkontrollat bil-velo ċità istantanja tal-alimentazzjoni bħala l-mira tal-kontroll u l-i żball permess bħala l-kundizzjoni ta ' restrizzjoni.
Il-metodu huwa kif ġej:
L-ewwelnett, skont il-velo ċità istantanja tal-alimentazzjoni FK mogħtija mill-kalkolu tal-a ċċellerazzjoni u d-de ċellerazzjoni, il-formula li ġejja tintuża biex jiġi kkalkulat it-tul mixtieq tal-korda fil-perjodu ta ' teħid ta ' kampjuni attwali (it-tul tas-segment tal-linja ta ' interpolazzjoni mingħajr restrizzjoni): Dt1 fil-formula (3)
E--l-i żball permess bejn it-trajettorja tal-interpolazzjoni u t-trajettorja mixtieqa
R-raġġ tal-kurvatura tat-trajettorja mixtieqa fil-punt ta ' interpolazzjoni
Fl-a ħħar nett, il-valur ta ' DTK huwa ddeterminat skont id-daqsijiet relattivi ta ' Dt1 u Dt2.Fi kliem ieħor, jekk it-tul tas-sekwenza Dt1 huwa mistenni li jkun inqas mit-tul tal-korda ta ' restrizzjoni Dt2, it-tul tas-segment tal-linja ta ' interpolazzjoni attwali huwa ssettjat għal DTK = Dt1; inkella, DTK = Dt2.
Kalkolu tat-trajettorja tal-interpolazzjoni
Ix-xog ħol tal-kalkolu tat-trajettorja tal-interpolazzjoni huwa li jiġi kkalkulat il-valur tal-koordinati tal-punt preċedenti tat-trajettorja tal-interpolazzjoni fil-ħin reali skont it-tul tad-DTK tas-segment tal-linja ta ' interpolazzjoni miksub hawn fuq f ' kull perjodu ta ' teħid ta ' kampjuni.Il-pro Ċess tal-kalkolu huwa kif ġej:
L-ewwelnett, skont ir-relazzjoni li ġejja bejn l-inkrement varjabbli du u DT, id-du tal-perjodu ta ' interpolazzjoni attwali huwa kkalkulat: fl-ekwazzjoni (5), du/DS--ir-rata tal-bidla tal-varjabbli fuq it-tul tal-kurva
Minħabba l-frekwenza għolja ta ' interpolazzjoni, it-tul tal-ark huwa qrib ħafna tat-tul tal-kord f ' perjodu ta ' teħid ta ' kampjuni, għalhekk du/DS ≈ du/DT jista ' jsir fil-kalkolu attwali.Mela jekk tieħu żieda ta ' int, du, u ssib il-DT korrispondenti, allura tista ' tikseb id-du/DS li għandek bżonn.
Għalkemm din l-approssimazzjoni għandha effett żgħir fuq il-velo ċità tal-g ħalf, ma għandu l-ebda effett fuq il-pre ċiżjoni tat-trajettorja tal-interpolazzjoni.Fl-interpolazzjoni tat-te ħId tal-kampjuni, il-pre ċiżjoni tat-trajettorja hija l-kontradizzjoni prinċipali, il-kalkolu tal-koordinat tal-punt ta ' interpolazzjoni għandu jkun assolutament preċiż, filwaqt li l-akkuratezza tal-velo ċità tal-moviment tal-punt ta ' interpolazzjoni tul it-trajettorja hija f ' pożizzjoni sekondarja, u jistgħu jiġu permessi żbalji żgħar.Dan ir-ri żultat mhux biss jiggarantixxi l-pre ċiżjoni tat-trajettorja, iżda jtejjeb ukoll il-velo ċità tal-kalkolu.
Imbagħad, Ikkalkula l-valur tal-varjabbli tal-parametru tal-perjodu ta ' teħid ta ' kampjuni kurrenti: UK = UK-1 + du (6). Fl-a ħħar nett, issostitwixxi lir-Renju Unit fl-ekwazzjoni (1) biex tikkalkula l-valuri tal-koordinati xk, yk u zk tal-punt preċedenti tat-trajettorja tal-interpolazzjoni.It-trajettorja kollha ta ' interpolazzjoni diskretizzata tista ' tinkiseb billi jiġi ripetut il-pro Ċess ta ' hawn fuq sakemm jintlaħaq il-punt tat-tmiem tal-interpolazzjoni.