CN103659600A - 平面异形非圆磨削轮廓控制方法 - Google Patents

平面异形非圆磨削轮廓控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103659600A
CN103659600A CN201310655362.XA CN201310655362A CN103659600A CN 103659600 A CN103659600 A CN 103659600A CN 201310655362 A CN201310655362 A CN 201310655362A CN 103659600 A CN103659600 A CN 103659600A
Authority
CN
China
Prior art keywords
special
shaped outline
grinding wheel
grinding
emery wheel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310655362.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103659600B (zh
Inventor
肖蓉
房小艳
杨云梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd filed Critical Shanghai Machine Tool Factory Co Ltd
Priority to CN201310655362.XA priority Critical patent/CN103659600B/zh
Publication of CN103659600A publication Critical patent/CN103659600A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103659600B publication Critical patent/CN103659600B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B51/00Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece

Abstract

本发明涉及一种平面异形非圆磨削轮廓控制方法,体步骤是:(1)初始化参数
Figure 201310655362X100004DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
;(2)应用以下公式求出坐标系xOy(以异形轮廓旋转中心
Figure DEST_PATH_IMAGE012
为坐标原点)下任意异形轮廓点对应的砂轮中心位置和砂轮中心轨迹转角;(3)根据偏心距,偏移坐标系,计算出坐标系x0O0y0(以C轴旋转中心
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为坐标系原点)下的砂轮中心运动位移
Figure DEST_PATH_IMAGE022
和砂轮中心轨迹转角
Figure DEST_PATH_IMAGE024
;(4)求取存在中心高偏差
Figure 513343DEST_PATH_IMAGE010
的砂轮中心运动位移X和砂轮中心轨迹转角
Figure DEST_PATH_IMAGE026
;(5)根据求得的砂轮中心轨迹转角
Figure 293081DEST_PATH_IMAGE026
,砂轮中心位置X确定C-X轴插补关系。

Description

平面异形非圆磨削轮廓控制方法
技术领域
本发明涉及一种平面异形非圆磨削轮廓控制方法。
背景技术
平面异形非圆轮廓既可以是确定数学模型表达的轮廓,也可以是由离散点云数据给出的轮廓。非圆磨削一般是指在数控磨削加工过程中,磨削点的轨迹为非圆曲线的磨削过程。通常采用C-X轴同步磨削的切点跟踪磨削技术,磨床头架即C轴带动工件旋转,砂轮架即X轴根据头架指令随动跟踪切点进行磨削的一种技术。
目前,针对曲轴或凸轮等异形有专门的解析算法,但对磨削加工平面任意异形非圆回转零件工程上通常通过几何作图法逐一确定C-X坐标点的位置,作图繁琐,工作量大。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术的不足,提供一种平面异形非圆磨削轮廓控制计算方法,可将任意平面异形非圆磨削轮廓控制算法统一到一个计算模块上,得到砂轮中心轨迹旋转角度                                                
Figure 809461DEST_PATH_IMAGE001
及砂轮中心位移
Figure 886981DEST_PATH_IMAGE002
,从而确定C轴和X轴的插补关系。
为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种平面异形非圆磨削轮廓控制方法,具体步骤如下:
(1)初始化参数
Figure 692126DEST_PATH_IMAGE003
Figure 522996DEST_PATH_IMAGE005
Figure 3656DEST_PATH_IMAGE006
Figure 561676DEST_PATH_IMAGE007
Figure 90878DEST_PATH_IMAGE003
—异形轮廓点
Figure 50743DEST_PATH_IMAGE008
距离其旋转中心
Figure 702304DEST_PATH_IMAGE009
的极半径;
Figure 419725DEST_PATH_IMAGE010
—异形轮廓点
Figure 814934DEST_PATH_IMAGE008
的角度;
Figure 629306DEST_PATH_IMAGE011
—砂轮半径;
Figure 389452DEST_PATH_IMAGE006
—异形轮廓旋转中心
Figure 656485DEST_PATH_IMAGE009
相对C轴旋转中心
Figure 855385DEST_PATH_IMAGE012
的偏心距;
Figure 461947DEST_PATH_IMAGE007
—中心高偏差:当头架高于砂轮架时取“+”,头架低于砂轮架时取“-”;
(2)应用以下公式求出以异形轮廓旋转中心
Figure 455311DEST_PATH_IMAGE009
为坐标原点的坐标系xOy下任意异形轮廓点
Figure 209640DEST_PATH_IMAGE008
对应的砂轮中心位置
Figure 149915DEST_PATH_IMAGE013
和砂轮中心轨迹转角
Figure 673300DEST_PATH_IMAGE014
Figure 837565DEST_PATH_IMAGE015
式中,—当异形轮廓有确定数学模型时,为异形轮廓函数;当异形轮廓无确定数学模型时,
Figure 935468DEST_PATH_IMAGE016
为异形轮廓上的离散点
Figure 536214DEST_PATH_IMAGE017
通过曲线拟合得到的异形轮廓拟合曲线;
(3)根据偏心距
Figure 937239DEST_PATH_IMAGE006
,偏移坐标系,计算出以C轴旋转中心
Figure 281633DEST_PATH_IMAGE012
为坐标系原点的坐标系x0O0y0下的砂轮中心运动位移
Figure 514031DEST_PATH_IMAGE018
和砂轮中心轨迹转角
Figure 285678DEST_PATH_IMAGE019
(4)求取存在中心高偏差
Figure 56505DEST_PATH_IMAGE007
的砂轮中心运动位移X和砂轮中心轨迹转角
Figure 289220DEST_PATH_IMAGE021
(5)根据求得的砂轮中心轨迹转角,砂轮中心位置X确定C-X轴插补关系。
本发明与现有技术相比较,具有的有益效果是:自变量确定方便,只需要根据平面异形轮廓上的点
Figure 413351DEST_PATH_IMAGE017
及机床结构参数,即可由算法模块得到砂轮中心运动轨迹X及C轴旋转角度,此模块给出了任意平面异形非圆磨削轮廓控制的统一形式,轮廓有无确定数学模型均可适用,较好的克服了工程上通过几何作图法求得异形非圆轮廓加工轨迹作图繁琐、工作量大、加工程序不便在机生成等缺点。同时将已有的曲轴、凸轮等解析算法统一到本算法中,算法通用性强。 
附图说明
图1是本发明应用于任意异形非圆磨削过程中砂轮与异形轮廓的位置关系图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
参见图1为任意异形应用实例,图中标号1为砂轮,2为异形轮廓,3为由算法模块得到的砂轮中心
Figure 620341DEST_PATH_IMAGE013
的运动轨迹。
为便于理解本发明的技术方案,先作原理推导如下:
Figure 671474DEST_PATH_IMAGE015
式中
Figure 23455DEST_PATH_IMAGE022
为坐标系xOy(以异形轮廓旋转中心
Figure 42226DEST_PATH_IMAGE009
为坐标原点)下任意异形轮廓点
Figure 392436DEST_PATH_IMAGE008
对应的砂轮中心位置
Figure 420435DEST_PATH_IMAGE013
Figure 602018DEST_PATH_IMAGE023
为偏移坐标系后,在坐标系x0O0y0(以C轴旋转中心
Figure 994953DEST_PATH_IMAGE012
为坐标系原点)下的砂轮中心位置;
Figure 629197DEST_PATH_IMAGE002
为存在中心高偏差q的砂轮中心运动位移,为砂轮中心轨迹转角,即C轴转角; 
Figure 428799DEST_PATH_IMAGE003
为异形轮廓点
Figure 54953DEST_PATH_IMAGE008
距离其旋转中心
Figure 114176DEST_PATH_IMAGE009
的极半径,
Figure 483977DEST_PATH_IMAGE004
为异形轮廓点
Figure 577835DEST_PATH_IMAGE008
的角度;
Figure 374890DEST_PATH_IMAGE011
为砂轮半径;为异形轮廓旋转中心
Figure 767005DEST_PATH_IMAGE009
相对C轴旋转中心
Figure 777686DEST_PATH_IMAGE012
的偏心距。当异形轮廓有确定数学模型时,
Figure 683325DEST_PATH_IMAGE016
为异形轮廓函数;当异形轮廓无确定数学模型时,
Figure 779457DEST_PATH_IMAGE016
为异形轮廓上的离散点
Figure 428745DEST_PATH_IMAGE017
通过曲线拟合得到的异形轮廓拟合曲线。
按此轮廓控制方程,确定C轴与X轴的运动坐标位置。
本发明的平面异形非圆磨削轮廓控制方法,具体计算步骤运算如下:
(1)      初始化参数
Figure 293932DEST_PATH_IMAGE003
Figure 432790DEST_PATH_IMAGE004
Figure 953901DEST_PATH_IMAGE005
Figure 469196DEST_PATH_IMAGE006
Figure 188890DEST_PATH_IMAGE007
Figure 498649DEST_PATH_IMAGE003
—异形轮廓点
Figure 507056DEST_PATH_IMAGE008
距离其旋转中心
Figure 560463DEST_PATH_IMAGE009
的极半径;
Figure 400243DEST_PATH_IMAGE010
—异形轮廓点的角度;
Figure 376606DEST_PATH_IMAGE011
—砂轮半径;
Figure 968124DEST_PATH_IMAGE006
—异形轮廓旋转中心
Figure 662411DEST_PATH_IMAGE009
相对C轴旋转中心
Figure 517234DEST_PATH_IMAGE012
的偏心距;
Figure 296972DEST_PATH_IMAGE007
—中心高偏差(头架高于砂轮架时取“+”,头架低于砂轮架时取“-”);
(2)      应用以下公式求出坐标系xOy(以异形轮廓旋转中心
Figure 692181DEST_PATH_IMAGE009
为坐标原点)下任意异形轮廓点对应的砂轮中心位置
Figure 266699DEST_PATH_IMAGE013
和砂轮中心轨迹转角
Figure 533732DEST_PATH_IMAGE014
Figure 732632DEST_PATH_IMAGE015
式中,
Figure 339194DEST_PATH_IMAGE016
—当异形轮廓有确定数学模型时,
Figure 332558DEST_PATH_IMAGE016
为异形轮廓函数;当异形轮廓无确定数学模型时,
Figure 86887DEST_PATH_IMAGE016
为异形轮廓上的离散点
Figure 823899DEST_PATH_IMAGE017
通过曲线拟合得到的异形轮廓拟合曲线
(3)      根据偏心距
Figure 284967DEST_PATH_IMAGE006
,偏移坐标系,计算出坐标系x0O0y0(以C轴旋转中心
Figure 714812DEST_PATH_IMAGE012
为坐标系原点)下的砂轮中心运动位移和砂轮中心轨迹转角
(4)      求取存在中心高偏差
Figure 147881DEST_PATH_IMAGE007
的砂轮中心运动位移X和砂轮中心轨迹转角
Figure 876803DEST_PATH_IMAGE001
Figure 893300DEST_PATH_IMAGE021
根据求得的砂轮中心轨迹转角
Figure 391278DEST_PATH_IMAGE001
,砂轮中心位置X确定C-X轴插补关系。

Claims (1)

1.一种平面异形非圆磨削轮廓控制方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)初始化参数                                                
Figure 508236DEST_PATH_IMAGE001
Figure 201310655362X100001DEST_PATH_IMAGE002
Figure 612327DEST_PATH_IMAGE003
Figure 329747DEST_PATH_IMAGE005
Figure 724957DEST_PATH_IMAGE001
—异形轮廓点
Figure DEST_PATH_IMAGE006
距离其旋转中心的极半径;
Figure DEST_PATH_IMAGE008
—异形轮廓点的角度;
Figure 815775DEST_PATH_IMAGE009
—砂轮半径;
Figure 14676DEST_PATH_IMAGE004
—异形轮廓旋转中心
Figure 621237DEST_PATH_IMAGE007
相对C轴旋转中心
Figure DEST_PATH_IMAGE010
的偏心距;
Figure 614601DEST_PATH_IMAGE005
—中心高偏差:当头架高于砂轮架时取“+”,头架低于砂轮架时取“-”;
(2)应用以下公式求出以异形轮廓旋转中心
Figure 555881DEST_PATH_IMAGE007
为坐标原点的坐标系xOy下任意异形轮廓点
Figure 292893DEST_PATH_IMAGE006
对应的砂轮中心位置
Figure 816278DEST_PATH_IMAGE011
和砂轮中心轨迹转角
Figure DEST_PATH_IMAGE012
Figure 183806DEST_PATH_IMAGE013
式中,—当异形轮廓有确定数学模型时,
Figure 425431DEST_PATH_IMAGE014
为异形轮廓函数;当异形轮廓无确定数学模型时,
Figure 700555DEST_PATH_IMAGE014
为异形轮廓上的离散点
Figure 530976DEST_PATH_IMAGE015
通过曲线拟合得到的异形轮廓拟合曲线;
(3)根据偏心距,偏移坐标系,计算出以C轴旋转中心
Figure 595064DEST_PATH_IMAGE010
为坐标系原点的坐标系x0O0y0下的砂轮中心运动位移和砂轮中心轨迹转角
(4)求取存在中心高偏差
Figure 109539DEST_PATH_IMAGE005
的砂轮中心运动位移X和砂轮中心轨迹转角
Figure 68137DEST_PATH_IMAGE019
Figure DEST_PATH_IMAGE020
根据求得的砂轮中心轨迹转角
Figure 18776DEST_PATH_IMAGE019
,砂轮中心位置X确定C-X轴插补关系。
CN201310655362.XA 2013-12-09 2013-12-09 平面异形非圆磨削轮廓控制方法 Active CN103659600B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310655362.XA CN103659600B (zh) 2013-12-09 2013-12-09 平面异形非圆磨削轮廓控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310655362.XA CN103659600B (zh) 2013-12-09 2013-12-09 平面异形非圆磨削轮廓控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103659600A true CN103659600A (zh) 2014-03-26
CN103659600B CN103659600B (zh) 2016-03-02

Family

ID=50299023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310655362.XA Active CN103659600B (zh) 2013-12-09 2013-12-09 平面异形非圆磨削轮廓控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103659600B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107657134A (zh) * 2017-10-27 2018-02-02 天津百利机械装备集团有限公司中央研究院 一种基于Creo的弧面分度凸轮建模方法
CN107717055A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 南京航空航天大学 一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法
CN109227241A (zh) * 2018-11-14 2019-01-18 北京第二机床厂有限公司 摆动式偏心内圆联动磨削方法
CN109333165A (zh) * 2018-09-25 2019-02-15 杭州电子科技大学 一种基于点云数据描述的非圆曲面玻璃饰品的研磨方法
CN110308702A (zh) * 2019-04-22 2019-10-08 苏州科技大学 点云模型三轴等残留高度数控加工刀轨生成方法
CN111283478A (zh) * 2020-05-13 2020-06-16 西安中科微精光子制造科技有限公司 一种类回转零件加工自适应定位方法
CN112077390A (zh) * 2020-09-18 2020-12-15 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种机匣偏心槽的加工方法
CN112264842A (zh) * 2020-10-28 2021-01-26 福州大学 基于极坐标玻璃磨边机恒线速度磨削加工方法
CN113910021A (zh) * 2021-10-27 2022-01-11 上海铼钠克数控科技股份有限公司 异形外圆磨削方法及系统
CN114850977A (zh) * 2022-05-31 2022-08-05 西南交通大学 采用段差磨削工艺加工非圆异形轴的磨削轨迹求解方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001160544A (ja) * 1999-10-12 2001-06-12 Applied Materials Inc 研磨機制御方法
CN102049731A (zh) * 2010-09-30 2011-05-11 常州工学院 对盘形凸轮进行精确轮廓测量及精确加工的方法
US20120129431A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for target thickness and surface profile uniformity control of multi-head chemical mechanical polishing process
CN103144034A (zh) * 2013-02-07 2013-06-12 常州工学院 平面共轭凸轮轮廓检测和磨削加工装置的控制方法
US20130183888A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 United Technologies Corporation Slot Machining

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001160544A (ja) * 1999-10-12 2001-06-12 Applied Materials Inc 研磨機制御方法
CN102049731A (zh) * 2010-09-30 2011-05-11 常州工学院 对盘形凸轮进行精确轮廓测量及精确加工的方法
US20120129431A1 (en) * 2010-11-24 2012-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Apparatus and method for target thickness and surface profile uniformity control of multi-head chemical mechanical polishing process
US20130183888A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 United Technologies Corporation Slot Machining
CN103144034A (zh) * 2013-02-07 2013-06-12 常州工学院 平面共轭凸轮轮廓检测和磨削加工装置的控制方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107717055A (zh) * 2017-09-25 2018-02-23 南京航空航天大学 一种曲线轮廓金属薄板切割装置及其工作方法
CN107657134A (zh) * 2017-10-27 2018-02-02 天津百利机械装备集团有限公司中央研究院 一种基于Creo的弧面分度凸轮建模方法
CN109333165A (zh) * 2018-09-25 2019-02-15 杭州电子科技大学 一种基于点云数据描述的非圆曲面玻璃饰品的研磨方法
CN109333165B (zh) * 2018-09-25 2019-11-05 杭州电子科技大学 一种基于点云数据描述的非圆曲面玻璃饰品的研磨方法
CN109227241A (zh) * 2018-11-14 2019-01-18 北京第二机床厂有限公司 摆动式偏心内圆联动磨削方法
CN110308702B (zh) * 2019-04-22 2022-01-28 苏州科技大学 点云模型三轴等残留高度数控加工刀轨生成方法
CN110308702A (zh) * 2019-04-22 2019-10-08 苏州科技大学 点云模型三轴等残留高度数控加工刀轨生成方法
CN111283478A (zh) * 2020-05-13 2020-06-16 西安中科微精光子制造科技有限公司 一种类回转零件加工自适应定位方法
CN111283478B (zh) * 2020-05-13 2020-10-27 西安中科微精光子制造科技有限公司 一种类回转零件加工自适应定位方法
CN112077390A (zh) * 2020-09-18 2020-12-15 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种机匣偏心槽的加工方法
CN112264842A (zh) * 2020-10-28 2021-01-26 福州大学 基于极坐标玻璃磨边机恒线速度磨削加工方法
CN112264842B (zh) * 2020-10-28 2022-03-11 福州大学 基于极坐标玻璃磨边机恒线速度磨削加工方法
CN113910021A (zh) * 2021-10-27 2022-01-11 上海铼钠克数控科技股份有限公司 异形外圆磨削方法及系统
CN113910021B (zh) * 2021-10-27 2024-02-23 上海铼钠克数控科技有限公司 异形外圆磨削方法及系统
CN114850977A (zh) * 2022-05-31 2022-08-05 西南交通大学 采用段差磨削工艺加工非圆异形轴的磨削轨迹求解方法
CN114850977B (zh) * 2022-05-31 2023-05-05 西南交通大学 采用段差磨削工艺加工非圆异形轴的磨削轨迹求解方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103659600B (zh) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103659600A (zh) 平面异形非圆磨削轮廓控制方法
CN103592891B (zh) 运动学约束的复杂曲面五轴数控加工刀矢光顺方法
CN102799145B (zh) 拐角多周期恒加加速度过渡的s曲线加减速直线插补方法
Chen et al. Real time parameter based contour error estimation algorithms for free form contour following
CN104102171A (zh) 一种球头刀多轴加工刀轴矢量优化方法
CN107589720B (zh) 一种等效平面交叉耦合控制方法
CN112162527B (zh) 适用于五轴数控装置的刀具路径拐角平滑过渡方法
Kuang et al. Simplified newton-based CEE and discrete-time fractional-order sliding-mode CEC
CN104460516A (zh) 一种基于后置处理五轴刀具半径补偿方法
CN106354092B (zh) 一种随动与轮廓误差自适应实时补偿方法
CN103176428A (zh) 基于球坐标的cnc系统插补算法及实现该算法的装置
CN102608952A (zh) 对采用球头刀具的五轴联动机床平滑加工路径的方法
CN109032128B (zh) 离散多agv非质点系统的三角编队控制方法
CN101323099A (zh) 凸轮非圆磨削基于恒接触弧长的变速控制方法
CN104020719A (zh) 速度敏感点分段nurbs曲线的s型加减速控制插补算法
CN102033981A (zh) 热轧h型钢飞剪机初始停位角的设计方法
CN112883505B (zh) 考虑刀具工件相对振动的超精密端面车削表面建模方法
Shen et al. A new adaptive interpolation scheme of NURBS based on axis dynamics
CN103170976B (zh) 二自由度机器人运动控制方法
CN105607577A (zh) 一种基于轴向精度的小线段过渡方法
CN107045328B (zh) 基于ba型五轴数控机床球头刀加工刀轴矢量光顺方法
CN103279451A (zh) 一种新颖的人工势场函数的计算方法
CN107085413B (zh) 基于ac型五轴数控机床球头刀加工刀轴矢量光顺方法
CN109277658A (zh) 一种多轴电火花机床加工闭式叶轮轨迹后置处理方法
CN114131605B (zh) 一种船体零件打磨轨迹自动配准调整装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant