Útlit sýndarásar CNC vélarafls er talið mest byltingarkennda bylting vélbúnaðarhönnunar á þessari öld.Ef við gefum fullum leik á kostum þessa nýja vélabúnaðar í uppbyggingu er mögulegt að opna nýja leið til að bæta afköst vélarinnar mjög.
Með greiningunni kom í ljós að fyrir almennt beint byggt á meginreglunni um Stewart vettvang sýndarásar vélarvélar, er hreyfing snúningshnitanna hæfileg fimm hnit nc vélaverkfæra mun minni en venjulegur (venjulega aðeins 20 ~ 30 gráður, og fimm hnit vélarinnar tólið getur náð yfir 90 gráður), og með aukningu á snúningi mun hornið draga verulega úr stærð skilvirkra vinnu vélsmiðja.Þrátt fyrir að uppbygging efnasambandsins geti stækkað hornsviðið, en uppbyggingin er flókin, er erfitt að tryggja mikla stífleika, þess vegna er sameiginlegt vélarvélar sýndarásar ekki hentugur til vinnslu á stórum sviðum, fjölhnitahreyfihlutum.Hins vegar, frá öðru sjónarhorni, í raunverulegri framleiðslu flókinna hluta sem krefjast fjölhnitvinnslu er lítill fjöldi og ráðandi staða er samt vinnsla venjulegra hefðbundinna hluta.Þess vegna mun það vera hagkvæmara að kanna hvernig hægt er að nota burðarvirkiseinkenni sýndarásar vélaverkfæra til að leika sína kosti í háhraða og skilvirka vinnslu hefðbundinna hluta.
Grunnhugmyndin sem er eftirlíkuð þríoxísk stjórnunaraðferð fyrir sýndarásar vélaverkfæri er að stjórna sex gráðu frelsishreyfingar sýndarásar vélaraflsins með því að líkja eftir eftirlitsaðferð núverandi þriggja hnita CNC vélsmiðju.Á þennan hátt er ekki aðeins hægt að nota núverandi þroskaða þriggja hnit sjálfvirka forritunarkerfisins beint fyrir sex gráður frelsi sýndarásar vélarinnar, heldur einnig með því að líkja eftir þriggja ás stýringu getur látið snælda eininguna halda áfram þýðingarhreyfingunni , stórlega stækkað sýndarás vélbúnaðar vinnurýmið, gera það að gegna stærra hlutverki.Að auki getur herma eftir þríhyrningsstjórnun á áhrifaríkan hátt dregið úr margbreytileika stýrikerfisins, svo að verulega dregur úr kostnaði við vélaraflið, sem er til þess fallið að beita þessu nýja vélaverkfæri á stóru sviði.
2. Kostir hefðbundinnar vinnslu með sýndarás vélbúnaði
Dæmigerð uppbygging sýndarskaftar vélarafls, sem hægt er að draga saman sem svokölluð" sex-stöng pallbygging"Sértæk merking þess er að festa annan endann á sex stangarstærð með breytilegri lengd (styttri fyrir akstursstöng) á kyrrstæða pallinn (eins og grind eða vélarrammi), og hinn endi drifstangarinnar er tengdur við hreyfipallinn, það er að segja með snældueininguna.Á þennan hátt er hægt að stilla lengd sex drifstangarinnar þannig að snælda og skútu geti gert nauðsynlegar fóðurhreyfingar miðað við vinnuhlutinn.Með stjórnkerfinu til að fæða hreyfingu fyrir nákvæma stjórnun, er hægt að vinna úr því að uppfylla kröfur vinnustykkisins.
Í ljósi sýndarásar vélarinnar hefur hefðbundinn CNC vél samanburðarhæfur kostur, og þessir kostir eru að ná miklum hraða, mikil nákvæmni vinnsla er nauðsynleg, svo hún er notuð sem hefðbundnir hlutar skilvirkra vinnslubúnaðar, til að hámarka það kostum.
Grunnreglan um stjórnun þriggja ása
Þar sem það er engin leiðarlest meðfram föstu áttinni í vélinum sýndarásar, eru verkfærishreyfingarásar X, Y og Z sem krafist er með tölulegu stjórnun vinnslu ekki raunverulega til. Þess vegna, jafnvel þó aðeins til að fá hreyfingu á 3D verkfærum (viðhorf stöðug aðeins staðabreyting), er nauðsynlegt að stjórna færandi palli með sex gráður af frelsi.
Hin eftirlíkaða þríhyrningsstjórnunaraðferð er stjórnunaraðferð til að líkja eftir hefðbundnum þriggja hnit CNC vélaverkfærum í samræmi við uppbyggingu einkenni sýndarásar vélarinnar.Útgangspunktur þess er: þegar notaður er sýndarás vélarinnar til að vinna úr hefðbundnum hlutum þarf verkfærið sem sett er upp í snældunni aðeins til að gera þrívíddar þýðingarhreyfingu, viðhorf þess er fast gildi.Þannig að þrátt fyrir að snældaeiningin, sem er fest við hreyfanlegan pall, hafi sex gráður af frelsi til hreyfingar, taka aðeins þrjú gráður af þýðingarfrelsi þátt í rauntímaútreikningi.Í þessari grein er staðsetning tólanna táknuð með Xm, Ym og Zm hnitum verkfæramiðstöðvarinnar eða endamiðstöðvarinnar í hnitakerfi vélarbúnaðarins, og tilfærslan er reiknuð út í rauntíma með þriggja hnit milligreiningartækni.Á sama tíma er komið fyrir skútuhnitakerfi með uppruna í miðju skurðarboltans eða endahliðarinnar og hnitásar þess Xt, Yt og Zt eru samsíða Xm, Ym og Zm ása vélarinnar.Snúningshornið á samhæfingarramma verkfærisins um Xm, Ym og Zm ásinn er notað til að tákna viðhorf hreyfandi pallsins og setja hann á fast gildi.Á þennan hátt er hreyfing færandi pallsins meðfram hinum þremur Xm, Ym og Zm reiknuð og stjórnað í rauntíma og snúningi færandi pallsins um ásana Xm, Ym og Zm er stjórnað í rauntíma með föst gildi. Þannig er hægt að stjórna öllu frelsi færandi pallsins og þriggja hnitatengibúnaðarstýring verkfærahreyfingarinnar verða að veruleika.Vegna þess að þessi aðferð krefst ekki rauntímaútreiknings á viðhorfi til að færa pallur, á þennan hátt, getur ekki aðeins á áhrifaríkan hátt dregið úr raunverulegu magni útreikninga, kortlagningar og tengibúnaðarstýringar getur einnig falið í sér sex gráður frelsi sýndarásar vélabúnaðarstýringar í hefðbundnum þrjú hnit númer S stjórnunarvélaflokks stjórnunarflokks, með hjálp þroskaðra þriggja hnitastýringaraðferða til að stjórna þessari nýju gerð vélarvélar.
Frá uppbyggingu sýndarásar vélaraflsins getur verið vitað að beint stýranlegt magn í vélaverkfærinu er lengd sex drifstangarinnar sem styður snælduhlutann Li (I=1,2, ..., 6), það er raunveruleg hreyfing snælda vélarvélarinnar (vísað til sem" raunverulegur ás), þannig að gera frelsi til að hreyfa stjórntæki á vettvangi hreyfingar, gera sér þannig grein fyrir nákvæmri stjórn á verkfærum brautarinnar, hreyfingunni Leiðbeiningar um hreyfingu pallsins verða að vera (ímynduð ásleiðsla) umbreytingu í raunverulegt ásrými, og í gegnum rýmið til raunverulegs ás rýmis ímyndaðs ás öfugs kortlagningar til að ná sjálfkrafa.
Rekstrarferli kerfisins er sem hér segir: í fyrsta lagi er hreyfing brautar verkfæranna búin til í rauntíma í samræmi við inntaksupplýsingarnar sem gefnar eru af tölulegu stjórnunarforriti hlutans, það er að segja, áætlaðri hreyfihraði tólsins meðfram hnitum Xm, Ym og Zm í sýndarásarýminu er leyst;Síðan er væntanlegri hreyfingu sýndarásarinnar breytt í hreyfifyrirmælis sex drifstangarinnar með raunverulegum raunverulegum kortlagningarútreikningum.Að lokum er lengd hverrar drifstangar aftengd og servó stjórnað, þannig að raunveruleg lengd er í samræmi við æskilega lengd, og andhverfa kortlagningin frá raunverulegu til raunverulegs er að veruleika óbeint í gegnum uppbyggingu vélarvélarinnar, svo að verkfæraleiðin sem er í samræmi við skipunina og hægt er að tryggja að viðhorf verkfærisins sé stöðugt gildi.
Gerð verkfæraleiða í sýndarásarými
Verkefni tólastígagerðarinnar er að umbreyta tólastígnum sem gefinn er með tölulegu stjórnunarforritinu (rúmfræðilegu ferlinum í sýndarásarýminu sem hefur ekkert að gera með tíma og einkenni vélarbúnaðar) í stakan verkfæraslóða sem tengist tíma og vél einkenni verkfæra (svo sem hröðun og hraðaminnkun osfrv.).Lausnarferlið er sem hér segir:
Stofnun stærðfræðilíkans
Til að tryggja nákvæmni myndunar brautar er beindur millibreytingar reiknirit notaður við gervi-þríeyki stjórnun.Lykilatriðin eru: að koma á parametrískri stærðfræðilíkani fyrir aðlagaða ferilinn sem auðvelt er að reikna:
X = f1 (u)
Y = f2 (u)
Z = f3 (u) (1)
Í formúlunni krefst u - breytu, u∈ [0,1] að enginn útreikningur á aðgerðum sé þátttakandi í útreikningi rauntíma brautarinnar og aðeins sé hægt að ljúka nokkrum sinnum við að bæta við, draga frá, margfalda og deila.
Fyrir hringbogamengun, til dæmis, gerð (1), tiltekna formið er: (2) tegund M - stöðugrar fylkis, þegar samlagningarmörkin eru staðsett í ~ fjórum fjórðungi, eru gildi þess: r - bogadíus í þessu leið, brautin, það getur verið alger hátt, nefnilega hver útreikningur á brautarmörkum með uppruna hnita fyrir viðmiðunarlíkanið, sem getur útrýmt uppsöfnuðum villum, tryggt í raun útreikningahraðann og nákvæmni.
Hröðun og hraðaminnkun stjórna
Til að gera myndaða verkfæraleiðina uppfylla kröfur um hröðunar- og hraðaminnkun vélaverkfærisins er hægt að ákvarða ákjósanlega hröðunar- og hraðaminnkun í samræmi við kraftmikla eiginleika vélarbúnaðarins og geyma í stjórnkerfinu.Í því ferli sem rekst er á kerfinu, í fyrsta lagi, eru nokkrir forritaraðir skannaðir fyrir og eftir til að greina breytileikaþróun fóðurhraða og ákvarða fóðurhraða sem óskað er eftir F.Síðan er fóðurhraða margfaldari K á aðgerðarborðinu lesið og F er breytt með því. Fóðurhraði miða Fnew, Fnew=KF;Ennfremur er Fnew borið saman við núverandi fóðurhraða Fold og tafarlaus fóðurhraði Fk (mm / mín.) Núverandi sýnatímabils er reiknaður út í samræmi við hröðun og hraðaminnkunarkúrfu vélarinnar.
Hraða- og villustýring
Þar sem aðlagun er ekki truflanir á rúmfræðilegum útreikningum verður það að gera fjarlægðina milli núverandi aðlögunarpunkts og fyrri aðgreiningarstigs uppfylla kröfur um fóðurhraða, hröðun og hraðaminnkun og tryggja að skekkjan milli aðgreiningarlínuhlutans og samtengda ferilsins á milli punktarnir tveir eru innan tiltekins vikmörk.Þess vegna ætti að stjórna lengd Dtk á aðlögun línulínu með tafarlausri fóðurhraða sem stjórnarmarkmiði og leyfilegu villunni sem þvingunarskilyrði.
Aðferðin er eftirfarandi:
Í fyrsta lagi, samkvæmt tafarlausri fóðurhraða Fk, gefinn með hröðunar- og hraðaminnkunútreikningi, er eftirfarandi formúla notuð til að reikna lengd strengsins í núverandi sýnatímabili (lengd aðlögunarlínu án þvingunar): Dt1 í formúlu (3) - - lengd strengsins, mm T - sýnatímabil, ms
E - leyfileg mistök milli aðgreiningarbrautar og viðkomandi brautar
R - bogaradíus viðkomandi brautar á aðlögunarstað
Að lokum er gildi Dtk ákvarðað í samræmi við hlutfallslegar stærðir Dt1 og Dt2.Með öðrum orðum, ef búist er við að lengd strengsins Dt1 verði minni en lengd þvingunarstrengsins Dt2, er lengd núverandi aðlagunarlínuhlutans stillt á Dtk=Dt1; annars, Dtk=Dt2.
Útreikningur á aðlögunarbraut
Verkefni útreiknings á brautargengi er að reikna út hnitgildið á fyrri stigi aðgreiningarbrautar í rauntíma í samræmi við lengd Dtk á aðgreiningarlínuhluta sem fenginn er hér að ofan á hverju sýnatímabili.Útreikningsferlið er sem hér segir:
Í fyrsta lagi, samkvæmt eftirfarandi sambandi milli breytuaukningarinnar Du og Dt, er Du af núverandi aðlögunartímabili reiknað: í jöfnu (5), Du / ds - breytingahraði breytunnar á bogalengd ferilsins
Vegna mikillar aðlögunar tíðni er bogalengdin mjög nálægt strenglengdinni á sýnatökutímabili, þannig að hægt er að gera du / ds≈ du / Dt við raunverulega útreikning.Svo ef þú tekur stig af u, Du og finnur samsvarandi Dt, þá geturðu fengið Du / ds sem þú þarft.
Þrátt fyrir að þessi samræming hafi lítil áhrif á fóðurhraða hefur það ekki nein áhrif á nákvæmni brautarinnar.Í samsöfnun sýnatöku er nákvæmni brautarinnar aðal mótsögnin, hnitútreikningur á aðgreiningarmarki verður að vera algerlega nákvæmur, meðan nákvæmni aðlagsstaðarins' s hreyfishraði meðfram brautinni er í annarri stöðu og minniháttar hægt er að leyfa villur.Þessi niðurstaða tryggir ekki aðeins nákvæmni brautarinnar, heldur bætir hún útreikningshraða.
Reiknið síðan gildi breytu breytu núverandi sýnatímabils: UK = uk-1+Du (6). Að lokum, skiptu UK í jöfnu (1) til að reikna út hnitgildin xk, yk og Zk fyrir liðinn á undangreiningarbrautinni.Hægt er að fá alla aðgreindu aðlögunarleiðina með því að endurtaka ofangreint ferli þar til lokapunkti aðlögunar er náð.