UGNX120多軸數(shù)控編程與加工案例教程版課件第2章

1、多軸編程基礎(chǔ)知識 德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 第二章 多軸編程基礎(chǔ)知識 德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)多軸編程基礎(chǔ)知識德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新知識目標(biāo)：了解驅(qū)動方法（曲線/點(diǎn)、螺旋、邊界、引導(dǎo)曲線、曲面區(qū)域、流線、徑向切削、外形輪廓銑）；了解刀軸（遠(yuǎn)離點(diǎn)、朝向點(diǎn)、遠(yuǎn)離直線、朝向直線、相對矢量、垂直于部件、相對于部件、4軸，垂直于部件、4軸，相對于部件、雙4軸在部件上、插補(bǔ)矢量、優(yōu)化后驅(qū)動、垂直于驅(qū)動體、側(cè)刃驅(qū)動、相對應(yīng)驅(qū)動體、4軸，垂直于驅(qū)動體、4軸，相對于驅(qū)動體、雙4軸在驅(qū)動體上）的使用；了解投影矢量（指定矢量、刀軸、遠(yuǎn)離點(diǎn)、朝向點(diǎn)、遠(yuǎn)離直線、朝向直線、垂直驅(qū)

2、動體/朝向驅(qū)動體、刀軸向上）的使用。能力目標(biāo)：掌握多軸編程基礎(chǔ)知識。多軸編程基礎(chǔ)知識德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新多軸編程基礎(chǔ)知識德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 1.驅(qū)動方法（曲線/點(diǎn)、螺旋、邊界、引導(dǎo)曲線、曲面區(qū)域、流線、徑向切削、外形輪廓銑）； 2.刀軸（遠(yuǎn)離點(diǎn)、朝向點(diǎn)、遠(yuǎn)離直線、朝向直線、相對矢量、垂直于部件、相對于部件、4軸，垂直于部件、4軸，相對于部件、雙4軸在部件上、插補(bǔ)矢量、優(yōu)化后驅(qū)動、垂直于驅(qū)動體、側(cè)刃驅(qū)動、相對于驅(qū)動體、4軸，垂直于驅(qū)動體、4軸，相對于驅(qū)動體、雙4軸在驅(qū)動體上）； 3.投影矢量（指定矢量、刀軸、遠(yuǎn)離點(diǎn)、朝向點(diǎn)、遠(yuǎn)離直線、朝向直線、垂直驅(qū)動體/朝

3、向驅(qū)動體、刀軸向上）。多軸編程基礎(chǔ)知識德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新一、驅(qū)動方法 驅(qū)動方法就是產(chǎn)生刀路的一個載體，通過驅(qū)動體根據(jù)所定義的切削方法在驅(qū)動體上產(chǎn)生驅(qū)動點(diǎn)，這些驅(qū)動點(diǎn)根據(jù)投影矢量和刀軸的配合使用，使部件上產(chǎn)生刀路的一種方法。 驅(qū)動方法：曲線/點(diǎn)（常用）、螺旋式、邊界、引導(dǎo)曲線、曲面區(qū)域（常用）、流線（常用）、刀軌、徑向銑削、外形輪廓銑（常用），如圖2-1所示 圖2-1多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 1. 曲線/點(diǎn) 曲線驅(qū)動，可以根

4、據(jù)給的的曲線生成走刀軌跡，一般應(yīng)用于刻字、做標(biāo)記線、銑流道槽等等，如圖2-2所示。 點(diǎn)驅(qū)動，能根據(jù)設(shè)定好的點(diǎn)位，生成刀具軌跡。可用于輸出多工序連續(xù)加工之間的一個安全刀位點(diǎn)（定位點(diǎn)），如圖2-3所示。 圖2-2圖2-3多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 2. 螺旋 螺旋驅(qū)動，能保持單向的連續(xù)切削，避免機(jī)床急劇的反向走刀繼而產(chǎn)生頓挫感和加工痕跡，主要應(yīng)用于高速加工，可以運(yùn)用在平面上或者曲面上，如圖2-4所示。圖2-4多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于

5、繼承 志在創(chuàng)新 3. 邊界 邊界驅(qū)動，直接通過部件表面輸出刀具軌跡，復(fù)雜表面不需要做輔助驅(qū)動面，但是受投影平面和投影矢量的限制，如圖2-5所示。圖2-5多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 4. 引導(dǎo)曲線 引導(dǎo)曲線驅(qū)動，多用于比較常規(guī)的圓形/長方形等高面加工、非規(guī)則的彎管類零件，如圖2-6所示。圖2-6多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 5. 曲面區(qū)域 曲面區(qū)域驅(qū)動，通過指定的曲面輸出刀具軌跡，曲面驅(qū)動具有最多的刀軸控制方式，因而曲面

6、區(qū)域驅(qū)動在多軸中應(yīng)用的最為廣泛。但是曲面區(qū)域驅(qū)動對曲面的質(zhì)量要求很高，多個曲面之間要求連續(xù)相切，并且要求每個曲面的UV網(wǎng)格一致，曲面的UV網(wǎng)格決定了刀具軌跡好與不好，如圖2-7所示。圖2-7多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 6. 流線 流線驅(qū)動，通過指定流曲線與交叉曲線生成刀具軌跡，流曲線決定刀具軌跡的形狀，交叉曲線決定刀具軌跡的邊界（也可以不定義），對曲面的質(zhì)量沒有要求，但曲線的光順度有一定的影響，如圖2-9所示。圖2-9多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤

7、技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 7. 徑向切削 徑向切削驅(qū)動，徑向切削驅(qū)動方法允許您使用指定的“步距”、“帶寬”和“切削類型”生成沿著并垂直于給定邊界的“驅(qū)動軌跡”。此驅(qū)動方法可用于創(chuàng)建清根操作，如圖2-10所示。圖2-10多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 8. 外形輪廓銑 外形輪廓銑驅(qū)動，可以利用壁幾何體與底面生成刀具軌跡，刀具側(cè)刃始終與選定的壁相切，端刃與底面接觸，如圖2-12所示。圖2-12多軸編程基礎(chǔ)知識驅(qū)動方法德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 二、

8、 刀軸 一般情況下是指刀具相對工件的位置狀態(tài)（在加工中刀具的傾斜或者固定方向）。根據(jù)刀軸矢量的不同，刀軸又可以分為：固定刀軸和可變刀軸。兩者的區(qū)別在于，固定刀軸的方向在加工過程中始終與刀軸矢量平行，而可變刀軸在沿著刀具路徑移動時可不斷變化。 刀軸：（遠(yuǎn)離點(diǎn)、朝向點(diǎn)、遠(yuǎn)離直線、朝向直線、相對矢量、垂直于部件、相對于部件、4軸，垂直于部件、4軸，相對于部件、雙4軸在部件上、插補(bǔ)矢量、優(yōu)化后驅(qū)動、垂直于驅(qū)動體、側(cè)刃驅(qū)動、相對應(yīng)驅(qū)動體、4軸，垂直于驅(qū)動體、4軸，相對于驅(qū)動體、雙4軸在驅(qū)動體上圖2-12A多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承

9、 志在創(chuàng)新 1. 遠(yuǎn)離點(diǎn) 遠(yuǎn)離點(diǎn)，通過指定一聚焦點(diǎn)來定義可變刀軸矢量，它以指定的聚焦點(diǎn)為起點(diǎn)，并指向刀柄所形成的矢量，作為可變刀軸矢量。刀具軸將始終通過此點(diǎn)，并且繞著此點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。如圖2-13所示。（聚焦點(diǎn)必須位于刀具與零件幾何接觸表面的另一側(cè)）圖2-13多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 2. 朝向點(diǎn) 朝向點(diǎn)，通過指定一聚焦點(diǎn)來定義可變刀軸矢量，它以指定的聚焦點(diǎn)為起點(diǎn)，并指向刀尖所形成的矢量，作為可變刀軸矢量。刀具軸將始終通過此點(diǎn)，并且繞著此點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。如圖2-14所示。（聚焦點(diǎn)必須位于刀具與零件幾何接觸表面的同一側(cè)）圖2-

10、14多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 3. 遠(yuǎn)離直線 遠(yuǎn)離直線，用指定的一條直線來定義可變刀軸矢量。定義的可變刀軸矢量沿指定直線（聚焦線）移動，并垂直于該直線（聚焦線），且從刀尖指向指定直線（聚焦線），如圖2-15所示。（指定的直線必須位于刀具與零件幾何接觸表面的另外一側(cè)）圖2-15多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 4. 朝向直線 朝向直線，用指定的一條直線來定義可變刀軸矢量。定義的可變刀軸矢量沿指定直線（聚焦線）移動，并垂直于該直線（聚焦

11、線），且從刀柄指向指定直線（聚焦線），如圖2-16所示。（指定的直線必須位于刀具與零件幾何接觸表面的同一側(cè)）圖2-16多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 5. 相對于矢量 相對矢量，通過定義相對于矢量的前傾角和側(cè)傾角確定刀軸方向，圖下圖2-17所示。“前傾角”定義了刀具沿“刀軌”前傾或后傾的角度。為刀軸與刀具路徑切削方向的夾角，角度為正時稱為前傾為負(fù)時稱為后傾，如圖2-18所示?！皞?cè)傾角”定義了刀具從一側(cè)到另一側(cè)的角度。正為刀軸繞刀具路徑切削方向側(cè)偏一個角度，角度為正時稱為右傾，角度為負(fù)時稱為左傾，如圖2-18所示。圖

12、2-18圖2-17多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 6. 垂直于部件 垂直于部件，可變刀軸矢量在每一個接觸點(diǎn)處垂直于零件幾何表面，如圖2-19所示。注意：選用刀軸為垂直于部件，那么必須選擇工件幾何體，并且投影矢量不能是刀軸。圖2-19多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新7. 相對于部件 相對于部件，通過指定前傾角和側(cè)傾角，來定義相對于零件幾何表面法向矢量，從而確定刀軸方向（在4軸垂直于部件的機(jī)床上增加了前傾角、側(cè)傾角），如圖2-20所示。 前傾

13、角度定義刀具沿刀具運(yùn)動方向朝前或朝后傾斜的角度。前傾角為正時，刀具基于刀具路徑的方向朝前傾斜；前傾角度為負(fù)時，刀具基于刀具路徑的方向朝后傾斜。 側(cè)傾角度定義刀具相對于刀具路徑往外傾斜的角度。沿刀具路徑看，側(cè)傾角度為正，使刀具往刀具路徑右邊傾斜；側(cè)傾角度為負(fù)，使刀具往刀具路徑左邊傾斜。與前傾角度不同，側(cè)傾角度總是固定在一個方向，并不依賴于刀具運(yùn)動方向。圖2-20多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 在相對于部件參數(shù)里面，還可以設(shè)置最大和最小傾斜角度。這些參數(shù)將定義刀具偏離指定的前傾角或側(cè)傾角的程度。例如，如果將前傾角定義為

14、 20 度，最小前傾角定義為 15 度，最大前傾角定義為 25 度，那么刀具軸可以偏離前傾角正負(fù) 5 度。最小值必須小于或等于相應(yīng)的“前傾角”或“側(cè)傾角”的角度值。最大值必須大于或等于相應(yīng)的“前傾角”或“側(cè)傾角”的角度值，如圖2-21所示。 20度前傾角，0度側(cè)傾角“刀具軸”在避免過切部件時將忽略“前傾角”或“側(cè)傾角”。在上圖中，刀具將垂直以避免過切。圖2-21多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 8. 4軸，垂直于部件 刀軸矢量始終與指定的旋轉(zhuǎn)軸（第4軸）垂直。里面的旋轉(zhuǎn)角度，是使“刀具軸”相對于“部件表面”的另一垂直

15、軸向前或向后傾斜。與“前傾角”不同，4軸旋轉(zhuǎn)角度始終向垂直軸的同一側(cè)傾斜，它與刀具運(yùn)動方向無關(guān)，如圖2-22所示。 注意：選用刀軸為4軸垂直于部件，那么必須選擇工件幾何體，并且投影矢量不能是刀軸。圖2-22多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 9. 4軸，相對于部件 通過指定第四軸及其旋轉(zhuǎn)角度、前傾角度與側(cè)傾角度來定義刀軸矢量。里面的旋轉(zhuǎn)角度，是使“刀具軸”相對于“部件表面”的另一垂直軸向前或向后傾斜。4軸，相對于部件的工作方式與“4軸，垂直于部件”基本相同。但此外，您還可以定義一個“前傾角”和一個“側(cè)傾角”，這兩個值通

16、常保留為其缺省值0度，如圖2-23所示。圖2-23多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 10. 雙4軸在部件上 雙4軸在部件上與“4軸，相對于部件”的工作方式基本相同。與“4軸，相對于部件”類似，可以指定一個4軸旋轉(zhuǎn)角、前傾角和側(cè)傾角。4軸旋轉(zhuǎn)角繞一個軸旋轉(zhuǎn)部件也可以增加一個回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)部件如圖2-24所示。在“雙4軸”中，可以分別為 Zig 運(yùn)動和 Zag 運(yùn)動定義這些參數(shù)。注意：若在Zig方向與Zag方向指定不同的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行切削時，實(shí)際上就產(chǎn)生五軸切削操作，如圖2-25所示。圖2-25圖2-24多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚

17、學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 11. 插補(bǔ)矢量 插補(bǔ)矢量，通過在指定點(diǎn)定義矢量來控制刀軸矢量。也可用來調(diào)整刀軸，以避免刀具懸空或避讓障礙物。根據(jù)創(chuàng)建光順刀軸運(yùn)動的需要，可以從驅(qū)動曲面上的指定位置處，定義出任意數(shù)量的矢量，然后將按定義的矢量，在驅(qū)動幾何上的任意點(diǎn)處插補(bǔ)刀軸。指定的矢量越多，對刀軸就有越多的控制，如圖2-26所示。圖2-26多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 12. 優(yōu)化后驅(qū)動 優(yōu)化后驅(qū)動刀軸控制方法使刀具前傾角與驅(qū)動幾何體曲率匹配。在凸起部分，自動

18、保持小的前傾角，以便移除更多材料。在下凹區(qū)域中，自動增加前傾角以防止刀跟過切驅(qū)動幾何體，并使前傾角足夠小以防止刀前端過切驅(qū)動幾何體。多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新 13. 垂直于驅(qū)動體 垂直于驅(qū)動體，在每一個接觸點(diǎn)處，創(chuàng)建垂直于驅(qū)動曲面的可變刀軸矢量。刀具永遠(yuǎn)垂直于驅(qū)動的曲面，直接在驅(qū)動曲面上生成刀具軌跡?！按怪庇隍?qū)動體”可用于在非常復(fù)雜的“部件表面”上控制刀具軸的運(yùn)動，（驅(qū)動曲面可以是零件的面，也可以是與零件無關(guān)的面）如圖2-28所示。圖2-26多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識

19、刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新14. 側(cè)刃驅(qū)動 側(cè)刃驅(qū)動，用驅(qū)動曲面的直紋線來定義刀軸矢量，通過指定側(cè)刃方向，可以使刀具的側(cè)刃加工驅(qū)動曲面，而刀尖加工零件幾何表面。通過定義側(cè)傾角可以使刀刃與被選取的驅(qū)動面形成一個角度。15. 相對于驅(qū)動體 通過指定引導(dǎo)角與傾斜角，來定義相對于驅(qū)動曲面法向矢量的可變刀軸矢量。16. 4軸，垂直于驅(qū)動體 通過指定旋轉(zhuǎn)軸（即第四軸）及其旋轉(zhuǎn)角度來定義刀軸矢量。即刀軸先從驅(qū)動曲面法向、旋轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)軸的法向平面，然后基于刀具運(yùn)動方向朝前或朝后傾斜一個旋轉(zhuǎn)角度。多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工于繼承 志在創(chuàng)新17. 4軸，相對于驅(qū)動體 通過指定第四軸及其旋轉(zhuǎn)角度、引導(dǎo)角度與傾斜角度來定義刀軸矢量。即先使刀軸從驅(qū)動曲面法向、基于刀具運(yùn)動方向朝前或朝后傾斜引導(dǎo)角度與傾斜角度，然后投射到正確的第四軸運(yùn)動平面，最后旋轉(zhuǎn)一個旋轉(zhuǎn)角度。18. 雙4軸在驅(qū)動體上 通過指定第四軸及其旋轉(zhuǎn)角度、引導(dǎo)角度與傾斜角度來定義刀軸矢量。即分別在Zig方向與Zag方向，先使刀軸從驅(qū)動曲面法向、基于刀具運(yùn)動方向朝前或朝后傾斜引導(dǎo)角度與傾斜角度，然后投射到正確的第四軸運(yùn)動平面，最后旋轉(zhuǎn)一個旋轉(zhuǎn)角度。多軸編程基礎(chǔ)知識刀軸德厚學(xué)勤 技高業(yè)精 工