平面图形在线切割机加工中的任意角度旋转

2021-02-071

随着线切割机床应用范围的扩大,加工图形曰趋复杂,用户普遍要求数控器具有平面图形的任意角度旋转功能。实现任意角度旋转的一种简便方法就是在加工开始前,首先对由加工指令表达的平面图形进行旋转变换,然后按变换后的加工指令进行加工。线切割机床加工指令格式,即“三B*格式指令虽然有简单易记和表达直观的优点,但要实现旋转变换计算量却很大,本文介绍一种简便、快速和经济的方法实现平面图形的任意角度旋转。

2任意角度旋转的实现线切割机床工作台平面座标控制的特点是:无的控制,*后都归结为对控制xy两坐标轴运行的步进电机的脉冲分配。可以设想在数控器进行插补运算得到xJ轴上的脉冲分配后,控制步进电动机实际进给前,对xy轴上的脉冲分配进行旋转变换,按变换后的脉冲分配控制步进电动机的进给。如果每一次脉冲分配都进行了旋转变换,那么也就实现了整个图形的旋转变换。

如所示,平面坐标旋转变换公式为:平面坐标旋转变换考虑到脉冲是沿xy轴方向分配的,当走x时(y= 0)有旋转变换公式:当走y时(x= 0)有又考虑到每次插补运算后,xy轴*多各分配一个进给脉冲,即正向分配1个脉冲为x(或j)=+1向x轴(或7轴)负向分配1个脉冲为x(或y)=-1那么由于插补运算后,脉冲分配变换前,向x轴(或y轴)分配进给脉冲的方向不同,而有下述不同的变换公式:当x=时:当x=卜:当厂当y=同样可以根据x、、y、的符号来确定脉冲分配变换后的进给方向:1且符号为+,向x轴正向进给一个脉冲当量;当I、1且符号为-向x轴负向进给一个脉冲当量;当I、I11且符号为+,向J轴正向进给一个脉冲当量;当I、1且符号为-向J轴负向进给一个脉冲当量。

23误差分析分配x轴一个脉冲旋转变换后,在x轴的误差为a;即e精度造成的误差);分配y轴一个脉冲旋转变换后,在y轴的误差为n(即sin0精度造成的误差)那么由于脉冲分配旋转变换造成的x轴向的误差为同样可得y方向的误差为:算后可能留有余数,舍去余数可能带来逼近终点的误差。为了保证足够的精度,此时可以作一次模分配一个脉冲,以保证舍去的余数小于05这样终点逼近误差小于1/2个脉冲当量。

3运算实例如所示,有x轴负向和7轴正向两个进给方向:当Ax运算结果如表1所示。

表1旋转变换运算实例序号十1旋转变换后脉冲分配如所示。

4结语脉冲分配旋转变换方法具有如下优点:无论采用哪种指令格式、哪种插补方式、进行哪种线型的控制,都可以用该方法实现加工图形的任意角度旋转;非标准型非圆二次曲线的直接插补,由于运算复杂而难以实现,将曲线方程旋转成标准方程,然后进行插补运算,同时进行脉冲分配旋转变换,可以实现非标准型非圆二次曲线的直接插补;运算具有独立性、算法简单、便于实现。旋转变换算法可设计成独立的软件模块,模块化插入控制软件的脉冲分配环节。

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