外文翻译译文--五轴铣削机床运动链设计与分析(编辑修改稿)

外文翻译译文--五轴铣削机床运动链设计与分析(编辑修改稿)内容摘要：

照点和工件参考点必须应用于分子。 对于机床工作空间和工件工作空间的共性是采用一个固定的单一的参照点。 该机床的参考点采用主轴表面参考表面中心。 对于工件，工作台的中心被作为参考点。 对每一个可能的交汇点相当于一个机床方向矢量和机床工作台垂直向量。 事实上，机床和工件参考点上的每一个可能的交汇点都有更多可能的机床和机床工作台。 切削量 一旦工件被固定在工件参考点上，机床固定在机床参照点上，就有可能确定切削量。 从该工件和机床的特定的实例可以看 出，可切削量的总量是工件的删除量。 设置刀具和工件。 在机床工作空间（ ）和工件的交叉点给出了材料的数量为特定的工件和机床设置可以删除或可切削量。 机床空间效率 MTs 机床的工作效率是指作为机床工件工作空间与机床最小凸面体积的比例（ T）  T O O L W O R K P I E C E r e f r e fS W S W S T o o l W o r kMT V o lu m e    (6) 五轴机床定位空间指数 OSI 一个确定方向最大范围的方法是，可以在机床上制作使用两个旋转轴领域的最大部分。 定位指数是指作为最大的球形穹顶，可与使用的旋转轴机械加工全套体积比除机床工作区。  121 ,()D O M ET O O L W O R K P I E C E r e f r e fV O L R RQSW S W S T o o l W o r k     (7) 如果该指数近似为一，这意味着旋转轴的所有范围可以在整个机床工作空间使用。 如果这个指数比一还小即大约是工作空间的百分之 OSI，可以使用的旋转轴的全部范围。 上述定义是一个理论性的定义。 真正的定位空间指数将进一步限制，必须避免的机床和工件之间抵触。 这将反映在一个可以加工的较小的球形圆顶上。 第 11 页 共 21 页 计算机床工作空间的算法要点 CAM模块输出的是一个有序的点和向量： x,y,z,i,j,k。 点 X， Y， Z轴的刀位点（或工具参考点的工具和工具 的载体 i， j， z的矢量组件）坐标。 这些载体载于工件坐标一成不变地固定工件系统。 将工件转换成机床坐标称为几何转换 [2]或逆运动学。 在案件的五轴铣床，有必要改变数据 x,y,z,i,j,k 来处理刀具位置坐标（进一步被称为 T1， T2， T3期， R1和 R2）的机床控制议案。 在几乎所有需要的动议是由工件的结合运动和具体机床工具获得的案件。 该几何变换将工件坐标系统改变为一个预定的机床坐标系统固定在机架上。 工件坐标 x,y,z,i,j,k可以由机床坐标功能表达出来     1 1 2 2 33 1 1 2 2, , , , ,。 , , , , ,。 , , , , ,。 [ , , ]。 [ , , ]TTT R RT F x y z i j k T F x y z i j k TF x y z i j k R F I J K R F i j k   (8) 1 2 3 4 5 1 2 3 4 51 2 3 4 5 1 2 1 212[ , , , , ]。 [ , , , , ]。 [ , , , , ]。 [ , ]。 [ , ]。 [ , ]XYZ i jkx F T T T R R y F T T T R R zF T T T R R i F R R j F R R kF R R   (9) 车床的轴范围受限于最大数值 T1, T2, T3, R1 和 R2.。 这个限制是一个五维超立方体或平行于 超立方体的角点。 2nrr nN R   (10) 超面，面，边和点 [12]。 找到一个机床工作空间近似值，通过把每个点的坐标方程改成同样距离的点的三维网格点（ 9）。 将点的数 量 L5转化为和轴线性密度 L（如 L=10转化为 100， 000）。 如果只有改变二维立体面的点，那么 L2,N2需要转变（ L=10转变为 8000）。 这个点集就是机床工作空间。 如果此机床工作空间是在工作台上，则与机架有干扰的部分必须被剪去。 球的表面方程是在球面坐标上表示为： x=r sinθ cosψ。 y=r sinθ sinψ， z=r cosθ。 ψ的 范围是从 0到 2π，θ的范围是从 0到 π， 可以配合机床旋转轴范围 R1和 R2。 其中最大的一个球体可以决定机床路径。 第一个步骤是在规 定范围内，确定机床轴的选择方向。 这个范围内的每一个点 x， y， z沿着单位向量 和 有三个可能性方向。 如果该机床轴沿 导向，则机床轴线垂直于球面。 如果该机床导向轴沿 iθ或 iψ，则该机床将轴平行球面上的等参线 θ=常数或 ψ=常数。 该机床轨迹可以生成以下方程式： X=r sin(ψ/2n)cosψ。 y=r sin(ψ/2n)sinψ。 z=r cos(ψ/n)其中 r=常数 ,n=轮的数量以及 θ≤ ψ≤2n 点 CL采取全部匝数 n将进行 39。 螺旋 39。 运动。 对每个点 CL的机床矢量方向，应从三个可能的方向选择：垂直的领域： 第 12 页 共 21 页 i=sin(ψ/2n)cosψ,i=sin(ψ/2n)sinψ,k=cos(ψ/2n)平行领域 θ=常数：i=sin(ψ/2n)cosψ,j=sin(ψ/2n)sinψ,k=sin(ψ2/n) 平行于 isoparamericψ=常数，它总是平行于 XY平面： i=sinψ,j=cosψ,k=0 一般而言，机床方向矢量给出最大值 r是很明确的。 手动车床的数目并不重要，因为这种刀具可能永远不会被削减，例如 10可以采用这样一个值。 通过机床几何变换，角度ψ可以在最大范围 R1和 R2之间。 球的最大半径由开始的最初估计值 r0确定， 并且检测在机床范围内。 由于在机床上可以有很多的位置，所以这个问题可以在某种程度上更加复杂，这也是一个很好的迭代过程初步猜测的开始。 位于球体表面的点 x,y,z有半径2 2 2 20 0 0( ) ( ) ( )r x x y y z z     .x0， Y0， z0分别是 球的中心。 方程核对为：2 2 2 21 2 3 1 2 1 2 3 1 2 1 2 3 1 2[ , , , , ] [ , , , , ] [ , , , , ]YZXr F T T T R R F T T T R R F T T T R R  。 这种关系必须适用于定义机床范围的五维平行体的所有角点。 利用方程（ 10）得出 N1 = 80的角点。 五轴机床的定位角度指数 如果要求大范围的方向，那么它应该尽可能成为一个完整的球体。 为了做 一个完整的球体，需要两个 RR轴。 最低要求一个轴在 360 176。 范围内，另一垂直轴在 180 176。 范围内。 定位角度指数的定义是两个旋转轴最大范围的生产率与 α12/90乘以 360 180分为的比例。 α12的角度 在两旋转轴角度之间（例如，在图 6， α12= 45 176。 ）。 123 6 0 1 8 0 9 0I RROA        (11) 如果该指数为 1，则有可能应用于整个球体。 通常只有一个工作空间可在这两个旋转轴方向的全部范围使用子空间。 为了能够评估其对部分醪河索引的大小应与 OSI结合使用。 6. 五轴机床 的选择标准 做一个完整的关于怎样为一个确定的应用选择和设计一个五轴机床的研究，这不是我们的目的。 进行了讨论只有主要标准才可以用来证明一个五轴机床。 . 五轴机床的应用 这些应用可分为定位和轮廓。 图 12和 13解释五轴定位和五轴轮廓的差别。 . 五轴配置 图 12显示了一个有许多孔和不同角度平面的零件，使这部分不可能与三轴铣床进行进程设置。 第 13 页 共 21 页 图 12 5轴定位 图 13 五轴塑型 如果一台五轴机床所用的机床可以面向任何方向的工件。 一旦达到正确的位置，当固定大部分轴的位置时，就可以加工该漏洞或平面。 这个平面也可能包括 2D小圆。 如果只有孔需要打眼，在理论上有一个轴联动数控与一个 2D二轴联动数控就足够了。 然而，三轴联动控制现在是很常见的。 当机床和工件定位在任何切割处理之前，这增加了在快速移动模式的速度。 图 13显示了一个五轴轮廓的例子，我们需要控制切削机床的方向相对于切割部分，来制造出复杂的表面形状。 机床工件方向在每一步骤后都会发生变化。 在材料去除过程进行的同时，数控控制器需要控制所有的五轴。 关于更多细节在图 13中可以找到。 五轴轮廓应用是：（一）生产刀片，如压缩机和涡轮叶片。 （二）燃油喷射泵。 （三）剖面轮胎。 （四）医疗假体如人工心脏瓣膜。 （五）模具复杂曲面。 这部分的大小和重量是非常重要的，作为第一标准来设计或选择一个配置。 非常沉重的工件要求有短的工件运动链。 这也偏向于使得水平机床台面更方便地固定和控制工件。 一个旋转轴运动链使得非常沉重的工件提高方向灵活性。 在图 4中可以看出。