基于TwinCAT平台的多轴开放体系结构设计与实现

针对现行多轴数控系统体系结构存在的开放程度不高等问题,提出了一种关于多轴开放体系结构设计新思路：开放的硬件系统应该建立在一种标准的、通用的硬件基础之上;开放的软件系统则应该建立在模块化结构的软件基础之上。基于上述思路,分析了TwinCAT工控软件的特点、功能以及其在开发数控系统时具有的优越性,对基于TwinCAT工控平台的开放式多轴系统软硬件结构设计和实现过程进行了相应阐述。通过伺服系统与控制卡间的硬件连接,结合VC＋＋程序设计,实现了一个基本的开放体系结构模型,为后续多轴数控系统的深入开发积累实际经验。     

五轴联动数控加工中的刀具补偿方法

分析了现行五轴联动数控加工编程标准ISO6983对数控系统刀具半径补偿和刀具长度补偿功能支持的不足,提出一种刀具半径补偿向量模式的编程方法,以主轴头旋转类型的五轴数控机床为例说明了五轴加工中实现刀具补偿的方法。     

基于Tri-NURBS轨迹同步插补的五轴加工技术

为提高复杂曲面五轴加工过程中刀具运动的平稳性，在分析了五轴NURBS插补摆刀轨迹后提出了一种满足插补精度的等距Tri-NURBS轨迹同步插补算法。首先结合NURBS曲线理论生成了三次Tri-NURBS轨迹模型，结合二阶泰勒展开法计算出三条轨迹对应位置的插补参数。然后针对三条轨迹参数不同步的问题，以刀心点轨迹参数为基准，分别对刀触点和刀轴点的轨迹参数进行同步，实现了插补过程中三条轨迹参数的同步运动。最后，使用两个评价指数对等距Tri-NURBS轨迹同步插补算法的插补精度进行评价。MATLAB仿真结果表明，提出的方法能够得到插补精度高的Tri-NURBS同步轨迹，实现了复杂自由曲面的高效率和高质量加工。