CN116339241A - 电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法及系统 - Google Patents

电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法及系统 Download PDF

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CN116339241A CN202310565467.XA CN202310565467A CN116339241A CN 116339241 A CN116339241 A CN 116339241A CN 202310565467 A CN202310565467 A CN 202310565467A CN 116339241 A CN116339241 A CN 116339241A
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B2219/32—Operator till task planning
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

本发明提供了一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法及系统，包括：步骤1：在系统中录入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据；步骤2：利用涡旋线型圆弧逼近算法对录入的图形数据进行求解，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差满足预设条件，得到圆弧参数；步骤3：按照G代码格式将对应的圆弧参数转换为加工所需的G代码程序，得到加工程序。本发明直接读取涡旋盘零件的几何参数数据计算加工刀路数据，无需工件3D模型，且不依赖三维模型处理软件，避免了3D模型用小平面做拟合处理带来的几何偏差，从而提高了加工刀路数据计算的精度。

Description

电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法及系统
技术领域
本发明涉及铣削加工数控编程技术领域，具体地，涉及一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法及系统。
背景技术
涡旋式压缩机是靠动、静涡旋盘的相对转动将气体进行压缩，为了减少气体的泄漏并形成有效的压缩过程，对动、静涡旋盘的加工精度特别是涡旋壁面的形位公差有很高的要求。电动涡旋压缩机通常在大约600 rpm到10,000 rpm的范围内运行，尤其是在制冷剂回路的运行模式下，这需要压缩机的高转速运行，从而对涡旋盘零件加工精度提出了更为严苛的要求：壁面轮廓精度<12微米。
涡旋盘涡旋型线目前加工方法包括X,Y轴插补加工和X,C轴插补加工。X,Y轴插补加工一般将工件安装在普通加工中心的XY工作台上，加工渐开线等圆弧形状时，在切换坐标象限时，会因滚珠丝杠的齿隙而产生倒置误差。为了减少这种反转误差，必须降低切削速度，而无法高速高精度地加工渐开线等圆弧形状。同时，采用X,C轴插补加工时，通常涡旋工件中心与旋转工作台的中心存在几个微米的装夹偏心误差（例如，如果工件在卡盘上的设置位置有误差等，或者如果卡盘本身的旋转中心有偏差)，由于该偏心误差，涡旋壁的内壁面及外壁面在加工过程中将偏离设计值。
无论X,Y轴插补加工还是X,C轴插补加工涡旋壁面，目前其加工程序均采用商用CAM软件进行加工程序生成，如NX CAM/CATIA CAM/ MasterCAM等，首先，需要使用CAD(计算机辅助设计)构造三维模型文件（例如常见的.step格式文件）；在随后衔接的CAM（计算机辅助制造）系统中，需要CAD系统生成的3D模型用小平面（英文：Facet）做拟合处理，并综合刀具信息和材料信息生成刀位文件（简称：CLDATA），如附图1所示，因此在CLDATA中会包括刀具号，切削参数的信息。而小平面分的越细，刀位文件所表达的轮廓越接近CAD模型。但不可避免的会出现与CAD模型几何形状和尺寸的第1次偏差。
通过CAM中集成的后置处理程序（英文：Postprocess program，简称：PP）才能将CLDATA转化成目标数控系统中可以识别的加工指令，如：位置指令和辅助功能指令。由于需要使用离散的点来描述自由曲线，点的疏密和在CAM系统中设定的公差,点与点之间的步距相关，所以在离散化的过程中，会有个别点偏离给定的刀具路径位置但保持在给定的公差带范围之内。即便如此，离散点组成的模型与CAD模型的形状和几何尺寸之间会产生第2次偏差。
专利文献CN101961828A（申请号：CN201010289226.X）公开了一种涡旋压缩机涡旋盘的加工成型方法及利用该方法加工的涡旋盘。一种涡旋盘的成型方法，所述涡旋盘由涡旋型线和涡旋端盖两部分组成，其包括如下步骤：1、按照涡旋型线的结构参数成型涡旋型线；2、按照涡旋端盖的结构参数成型涡旋端盖；3、将所述涡旋型线和所述涡旋端盖配合固定安装，得涡旋盘。然而该专利无法满足本发明的需求。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法及系统。
根据本发明提供的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，包括：
步骤1：在系统中录入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据；
步骤2：利用涡旋线型圆弧逼近算法对录入的图形数据进行求解，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差满足预设条件，得到圆弧参数；
步骤3：按照G代码格式将对应的圆弧参数转换为加工所需的G代码程序，得到加工程序。
优选的，逼近过程误差
Figure SMS_1
。
优选的，在加工过程中保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，即刀具中心点及切点的Y轴坐标始终保持一致；
通过G201代码计算工件坐标系下X,Y,C轴坐标插补数据的公式如下：
Figure SMS_2
Figure SMS_3
Figure SMS_4
Figure SMS_5
其中，X表示加工坐标系下X轴坐标数值；Y表示加工坐标系下Y轴坐标数值；C表示加工坐标系下C轴坐标数值；
Figure SMS_6
为圆弧半径；/>
Figure SMS_7
为终止角；/>
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为起始角；/>
Figure SMS_9
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心X轴坐标；/>
Figure SMS_10
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心Y轴坐标；/>
Figure SMS_11
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心角；
根据如上计算出的插补数据，数控系统将脉冲分配到X、Y、C各轴，输出到各轴的驱动电机，完成加工动作的执行。
优选的，选取涡旋工件线型曲线参数作为CAM系统输入，内渐开线曲线参数为：
Figure SMS_12
Figure SMS_13
Figure SMS_14
Figure SMS_15
其中，
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表示分布坐标系下工件图形在X轴上面的坐标值；/>
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表示分布坐标系下工件图形在Y轴上面的坐标值；/>
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表示渐开线参数方程的基圆半径参数；/>
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转换为弧度值；/>
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表示渐开线参数方程的角度参数；/>
Figure SMS_23
表示给定基圆半径，/>
Figure SMS_16
；方向为逆时针；
外渐开线曲线参数为：
Figure SMS_24
Figure SMS_25
Figure SMS_26
Figure SMS_27
方向为顺时针。
优选的，中心大圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_28
；起始点：/>
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；终止点：
Figure SMS_30
；方向为逆时针；
中心小圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_31
；起始点：/>
Figure SMS_32
；终止点：
Figure SMS_33
；方向为顺时针。
根据本发明提供的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，包括：
模块M1：在系统中录入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据；
模块M2：利用涡旋线型圆弧逼近算法对录入的图形数据进行求解，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差满足预设条件，得到圆弧参数；
模块M3：按照G代码格式将对应的圆弧参数转换为加工所需的G代码程序，得到加工程序。
优选的，逼近过程误差
Figure SMS_34
。
优选的，在加工过程中保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，即刀具中心点及切点的Y轴坐标始终保持一致；
通过G201代码计算工件坐标系下X,Y,C轴坐标插补数据的公式如下：
Figure SMS_35
Figure SMS_36
Figure SMS_37
Figure SMS_38
其中，X表示加工坐标系下X轴坐标数值；Y表示加工坐标系下Y轴坐标数值；C表示加工坐标系下C轴坐标数值；
Figure SMS_39
为圆弧半径；/>
Figure SMS_40
为终止角；/>
Figure SMS_41
为起始角；/>
Figure SMS_42
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心X轴坐标；/>
Figure SMS_43
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心Y轴坐标；/>
Figure SMS_44
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心角；
根据如上计算出的插补数据，数控系统将脉冲分配到X、Y、C各轴，输出到各轴的驱动电机，完成加工动作的执行。
优选的，选取涡旋工件线型曲线参数作为CAM系统输入，内渐开线曲线参数为：
Figure SMS_45
Figure SMS_46
Figure SMS_47
Figure SMS_48
其中，
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表示分布坐标系下工件图形在X轴上面的坐标值；/>
Figure SMS_52
表示分布坐标系下工件图形在Y轴上面的坐标值；/>
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表示渐开线参数方程的基圆半径参数；/>
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Figure SMS_53
转换为弧度值；/>
Figure SMS_55
表示渐开线参数方程的角度参数；/>
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表示给定基圆半径，/>
Figure SMS_49
；方向为逆时针；
外渐开线曲线参数为：
Figure SMS_57
Figure SMS_58
Figure SMS_59
Figure SMS_60
方向为顺时针。
优选的，中心大圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_61
；起始点：/>
Figure SMS_62
；终止点：
Figure SMS_63
；方向为逆时针；
中心小圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_64
；起始点：/>
Figure SMS_65
；终止点：
Figure SMS_66
；方向为顺时针。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1）相对于传统加工程序生成CAM系统使用涡旋盘零件三维模型计算加工刀路数据，本发明直接读取涡旋盘零件的几何参数数据计算加工刀路数据，无需工件3D模型，且不依赖三维模型处理软件，避免了3D模型用小平面做拟合处理带来的几何偏差，从而提高了加工刀路数据计算的精度；
2）本发明在生成加工程序生成及插值算法设计时即保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，且方向一致，能够实现加工过程中刀具接触点法向控制；
3）通过对渐开线进行逼近圆弧求解，对于任意线型的涡旋盘零件且无论基圆与加工坐标系中心有无偏心，所述处理方法均能实现相同的控制效果，本发明具有可以通过简单的移动和控制来实现高精度的加工效果。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是传统CAM系统基于工件三维模型生成加工刀路数据的主视图；
图2中的(a)~(c)是X,Y,C轴插补方法加工涡旋盘零件内壁面的加工状态主视图；图2中的(d)~(f)是X,Y,C轴插补方法加工涡旋盘零件外壁面的加工状态主视图；
图3中的(a)~(f)是X,Y,C轴插补方法加工涡旋盘零件中心壁面加工过程状态的主视图；
图4是本发明CAM系统的运行方法流程图；
图5是涡旋盘工件壁面的几何视图；
图6是涡旋盘工件壁面逼近圆弧求解视图；
图7是X,Y,C插补数据求解算法示意图；
附图标记说明：
BC-渐开线基圆；
Figure SMS_67
-基圆半径；/>
Figure SMS_68
-切削法向矢量；18-刀具；20-涡旋盘工件；24-涡旋盘中心壁面；25-涡旋盘外壁面；26-涡旋盘内壁面。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
本发明提供了一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，用于实现涡旋壁面加工的X、Y、C轴联动插补，使刀具与涡旋壁面的接触点与刀具中心连线始终保持在X轴方向上，刀具和涡旋壁在X轴方向和Y轴方向上相对移动形成进给运动，内壁面、中心壁面、外壁面依次沿同一切向进给方向进行连续加工，使整个加工型线过程中的切削量不产生变化，大大地提高型线的加工精度和效率。X,Y,C轴插补方法加工涡旋盘零件壁面的加工过程如附图2、图3所示。
本发明提供的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法流程图如附图4所示。
首先，系统读入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据，如附图5，从而掌握工件的加工信息；
随后，系统利用涡旋线型圆弧逼近算法对读入的图形数据进行求解，如图6，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差
Figure SMS_69
，得到的圆弧参数如下表所示：
Figure SMS_70
接着，系统按照G代码规则将对应的参数圆弧数据转换为加工所需的G代码程序，G代码格式如下：
G201 A _ B _ C _D _ R _；
最后依次将各参数圆弧数据转换成G代码格式即可完成加工程序生成。
其中G201为恒切削插补数据求解计算自定义G代码，各变量对应的数值如下：
A:
Figure SMS_71
B:/>
Figure SMS_72
C:/>
Figure SMS_73
D:/>
Figure SMS_74
R:/>
Figure SMS_75
；
G201代码执行X,Y,C插补数据求解算法意图，如附图7所示，加工过程中，要保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，换言之，刀具中心点及切点的Y轴坐标始终保持一致；在求解加工运动轨迹坐标数据时，也是基于这一特点来设计相关算法的。G201代码计算工件坐标系下X,Y,C轴坐标插补数据的公式如下所示。
X=
Figure SMS_76
Y=
Figure SMS_77
Figure SMS_78
C
Figure SMS_79
X表示加工坐标系下X轴坐标数值；Y表示加工坐标系下Y轴坐标数值；C表示加工坐标系下C轴坐标数值；
Figure SMS_80
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心X轴坐标；/>
Figure SMS_81
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心Y轴坐标；/>
Figure SMS_82
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心角；
根据如上计算出的插补数据，数控系统将脉冲分配到X、Y、C各轴，输出到各轴的驱动电机即可完成加工动作的执行。
通过下面的实施例来说明本发明的实施过程：
1、选取的涡旋工件线型曲线参数作为CAM系统输入，如下：
（1）内渐开线曲线参数：
Figure SMS_83
Figure SMS_84
Figure SMS_85
Figure SMS_86
Figure SMS_89
表示分布坐标系下工件图形在X轴上面的坐标值；/>
Figure SMS_91
表示分布坐标系下工件图形在Y轴上面的坐标值；/>
Figure SMS_93
表示渐开线参数方程的基圆半径参数；/>
Figure SMS_88
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Figure SMS_90
转换为弧度值；/>
Figure SMS_92
表示渐开线参数方程的角度参数；/>
Figure SMS_94
表示给定基圆半径，即/>
Figure SMS_87
；方向：逆时针；
（2）中心大圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_95
；
起始点：
Figure SMS_96
；
终止点：
Figure SMS_97
；
方向：逆时针；
（3）中心小圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_98
；
起始点：
Figure SMS_99
；
终止点：
Figure SMS_100
；
方向：顺时针；
（4）外渐开线曲线参数：
Figure SMS_101
Figure SMS_102
Figure SMS_103
Figure SMS_104
方向：顺时针；
Figure SMS_105
2、对参数曲线进行逼近圆弧求解，获得逼近圆弧数据集，圆弧数据集的数据格式及定义如下：
本实施例中，令逼近误差
Figure SMS_106
，得到的部分数据集如下：
内渐开线部分：
Figure SMS_107
中心曲线部分：
Figure SMS_108
外渐开线部分：
Figure SMS_109
3、按照G代码格式将圆弧数据集以G代码形式输出，得到加工程序如下：
内渐开线部分：
G201 A-0.033969B-2.751768C0.000000D-3.055809 R36.031361
G201 A0.326745B-2.732512C-3.055809D-10.581914 R35.670134
G201 A0.681829B-2.666176C-10.581914D-18.108020 R35.308907
G201 A1.025165B-2.553903C-18.108020D-25.634126 R34.947680
G201 A1.350838B-2.397628C-25.634126D-33.160232 R34.586453
中心曲线部分：
G201 A-3.302720B1.724397C-559.975393D-692.405694 R6.605582
G201 A3.302720B-1.724397C-692.405694D-559.975347 R-0.845996
外渐开线部分：
G201 A0.767947B-2.642658C-559.975347D-552.481652 R-3.541969
G201 A0.415201B-2.720476C-552.481652D-544.955546 R-3.903197
G201 A0.055302B-2.751422C-544.955546D-537.429440 R-4.264424
G201 A-0.305550B-2.734963C-537.429440D-529.903334 R-4.625651
G201 A-0.661137B-2.671382C-529.903334D-522.377229 R-4.986878
实施例2：
本发明还提供一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，所述电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统可以通过执行所述电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法的流程步骤予以实现，即本领域技术人员可以将所述电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法理解为所述电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统的优选实施方式。
根据本发明提供的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，包括：模块M1：在系统中录入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据；模块M2：利用涡旋线型圆弧逼近算法对录入的图形数据进行求解，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差满足预设条件，得到圆弧参数；模块M3：按照G代码格式将对应的圆弧参数转换为加工所需的G代码程序，得到加工程序。
逼近过程误差
Figure SMS_110
。
在加工过程中保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，即刀具中心点及切点的Y轴坐标始终保持一致；通过G201代码计算工件坐标系下X,Y,C轴坐标插补数据的公式如下：
Figure SMS_111
Figure SMS_112
Figure SMS_113
Figure SMS_114
其中，X表示加工坐标系下X轴坐标数值；Y表示加工坐标系下Y轴坐标数值；C表示加工坐标系下C轴坐标数值；
Figure SMS_115
为圆弧半径；/>
Figure SMS_116
为终止角；/>
Figure SMS_117
为起始角；/>
Figure SMS_118
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心X轴坐标；/>
Figure SMS_119
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心Y轴坐标；/>
Figure SMS_120
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心角；
根据如上计算出的插补数据，数控系统将脉冲分配到X、Y、C各轴，输出到各轴的驱动电机，完成加工动作的执行。
选取涡旋工件线型曲线参数作为CAM系统输入，内渐开线曲线参数为：
Figure SMS_121
Figure SMS_122
Figure SMS_123
Figure SMS_124
其中，
Figure SMS_127
表示分布坐标系下工件图形在X轴上面的坐标值；/>
Figure SMS_128
表示分布坐标系下工件图形在Y轴上面的坐标值；/>
Figure SMS_130
表示渐开线参数方程的基圆半径参数；/>
Figure SMS_126
表示将参数/>
Figure SMS_129
转换为弧度值；/>
Figure SMS_131
表示渐开线参数方程的角度参数；/>
Figure SMS_132
表示给定基圆半径，/>
Figure SMS_125
；方向为逆时针；
外渐开线曲线参数为：
Figure SMS_133
Figure SMS_134
Figure SMS_135
Figure SMS_136
方向为顺时针。
中心大圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_137
；起始点：/>
Figure SMS_138
；终止点：
Figure SMS_139
；方向为逆时针；
中心小圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure SMS_140
；起始点：/>
Figure SMS_141
；终止点：
Figure SMS_142
；方向为顺时针。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，其特征在于，包括：
步骤1：在系统中录入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据；
步骤2：利用涡旋线型圆弧逼近算法对录入的图形数据进行求解，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差满足预设条件，得到圆弧参数；
步骤3：按照G代码格式将对应的圆弧参数转换为加工所需的G代码程序，得到加工程序。
2.根据权利要求1所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，其特征在于，逼近过程误差
Figure QLYQS_1
。
3.根据权利要求1所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，其特征在于，在加工过程中保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，即刀具中心点及切点的Y轴坐标始终保持一致；
通过G201代码计算工件坐标系下X,Y,C轴坐标插补数据的公式如下：
Figure QLYQS_2
Figure QLYQS_3
Figure QLYQS_4
Figure QLYQS_5
其中，X表示加工坐标系下X轴坐标数值；Y表示加工坐标系下Y轴坐标数值；C表示加工坐标系下C轴坐标数值；
Figure QLYQS_6
为圆弧半径；/>
Figure QLYQS_7
为终止角；/>
Figure QLYQS_8
为起始角；/>
Figure QLYQS_9
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心X轴坐标；/>
Figure QLYQS_10
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心Y轴坐标；/>
Figure QLYQS_11
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心角；
根据如上计算出的插补数据，数控系统将脉冲分配到X、Y、C各轴，输出到各轴的驱动电机，完成加工动作的执行。
4.根据权利要求1所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，其特征在于，选取涡旋工件线型曲线参数作为CAM系统输入，内渐开线曲线参数为：
Figure QLYQS_12
Figure QLYQS_13
Figure QLYQS_14
Figure QLYQS_15
其中，
Figure QLYQS_18
表示分布坐标系下工件图形在X轴上面的坐标值；/>
Figure QLYQS_20
表示分布坐标系下工件图形在Y轴上面的坐标值；/>
Figure QLYQS_22
表示渐开线参数方程的基圆半径参数；/>
Figure QLYQS_17
表示将参数/>
Figure QLYQS_19
转换为弧度值；/>
Figure QLYQS_21
表示渐开线参数方程的角度参数；/>
Figure QLYQS_23
表示给定基圆半径，/>
Figure QLYQS_16
；方向为逆时针；
外渐开线曲线参数为：
Figure QLYQS_24
Figure QLYQS_25
Figure QLYQS_26
Figure QLYQS_27
方向为顺时针。
5.根据权利要求4所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成方法，其特征在于，中心大圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure QLYQS_28
；起始点：/>
Figure QLYQS_29
；终止点：
Figure QLYQS_30
；方向为逆时针；
中心小圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure QLYQS_31
；起始点：/>
Figure QLYQS_32
；终止点：
Figure QLYQS_33
；方向为顺时针。
6.一种电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，其特征在于，包括：
模块M1：在系统中录入涡旋盘零件壁面特征的几何图形数据；
模块M2：利用涡旋线型圆弧逼近算法对录入的图形数据进行求解，将涡旋线型转换为参数化圆弧，逼近过程误差满足预设条件，得到圆弧参数；
模块M3：按照G代码格式将对应的圆弧参数转换为加工所需的G代码程序，得到加工程序。
7.根据权利要求6所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，其特征在于，逼近过程误差
Figure QLYQS_34
。
8.根据权利要求6所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，其特征在于，在加工过程中保证刀具与工件切点处曲线的法线方向始终与X轴方向平行，即刀具中心点及切点的Y轴坐标始终保持一致；
通过G201代码计算工件坐标系下X,Y,C轴坐标插补数据的公式如下：
Figure QLYQS_35
Figure QLYQS_36
Figure QLYQS_37
Figure QLYQS_38
其中，X表示加工坐标系下X轴坐标数值；Y表示加工坐标系下Y轴坐标数值；C表示加工坐标系下C轴坐标数值；
Figure QLYQS_39
为圆弧半径；/>
Figure QLYQS_40
为终止角；/>
Figure QLYQS_41
为起始角；/>
Figure QLYQS_42
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心X轴坐标；/>
Figure QLYQS_43
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心Y轴坐标；/>
Figure QLYQS_44
表示加工坐标系下待加工圆弧的圆心角；
根据如上计算出的插补数据，数控系统将脉冲分配到X、Y、C各轴，输出到各轴的驱动电机，完成加工动作的执行。
9.根据权利要求6所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，其特征在于，选取涡旋工件线型曲线参数作为CAM系统输入，内渐开线曲线参数为：
Figure QLYQS_45
Figure QLYQS_46
Figure QLYQS_47
Figure QLYQS_48
其中，
Figure QLYQS_50
表示分布坐标系下工件图形在X轴上面的坐标值；/>
Figure QLYQS_53
表示分布坐标系下工件图形在Y轴上面的坐标值；/>
Figure QLYQS_54
表示渐开线参数方程的基圆半径参数；/>
Figure QLYQS_51
表示将参数/>
Figure QLYQS_52
转换为弧度值；/>
Figure QLYQS_55
表示渐开线参数方程的角度参数；/>
Figure QLYQS_56
表示给定基圆半径，/>
Figure QLYQS_49
；方向为逆时针；
外渐开线曲线参数为：
Figure QLYQS_57
Figure QLYQS_58
Figure QLYQS_59
Figure QLYQS_60
方向为顺时针。
10.根据权利要求9所述的电动涡旋式压缩机涡旋盘零件加工程序生成系统，其特征在于，中心大圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure QLYQS_61
；起始点：/>
Figure QLYQS_62
；终止点：
Figure QLYQS_63
；方向为逆时针；
中心小圆弧曲线参数：
圆心坐标：
Figure QLYQS_64
；起始点：/>
Figure QLYQS_65
；终止点：
Figure QLYQS_66
；方向为顺时针。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6288507A (ja) * 1985-10-15 1987-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロ−ル部品の加工方法
JP2000120565A (ja) * 1998-10-20 2000-04-25 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
US20020051719A1 (en) * 2000-09-20 2002-05-02 Masao Shiibayashi Scroll compressor suitable for a low operating pressure ratio
JP2002144128A (ja) * 2000-11-06 2002-05-21 Toyo Advanced Technologies Co Ltd スクロール状工作物の加工方法及び装置
CN104128741A (zh) * 2013-12-21 2014-11-05 柳州易舟汽车空调有限公司 静涡旋盘的加工方法
CN108763791A (zh) * 2018-06-01 2018-11-06 广州嘉奥机械有限公司 一种利用涡旋空压机正多边渐开线方程推导涡旋盘的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6288507A (ja) * 1985-10-15 1987-04-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロ−ル部品の加工方法
JP2000120565A (ja) * 1998-10-20 2000-04-25 Fujitsu General Ltd スクロール圧縮機
US20020051719A1 (en) * 2000-09-20 2002-05-02 Masao Shiibayashi Scroll compressor suitable for a low operating pressure ratio
JP2002144128A (ja) * 2000-11-06 2002-05-21 Toyo Advanced Technologies Co Ltd スクロール状工作物の加工方法及び装置
CN104128741A (zh) * 2013-12-21 2014-11-05 柳州易舟汽车空调有限公司 静涡旋盘的加工方法
CN108763791A (zh) * 2018-06-01 2018-11-06 广州嘉奥机械有限公司 一种利用涡旋空压机正多边渐开线方程推导涡旋盘的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王训杰: "UG软件在涡旋压缩机涡旋盘设计与加工中的应用", 《机床与液压》, vol. 38, no. 8, pages 35 - 37 *

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