CN110674564A - 基于Labview的主轴姿态计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于Labview的主轴姿态计算方法，其中主要包括工作台，主轴，A、C轴多向摆头，和用于计算主轴姿态的Labview程序；工作台主要放置被加工工件，方向平行于水平面；主轴安装在A、C轴多向摆头上，主要带动刀具进行切削运动；A、C轴多向摆头，可带动主轴在A、C轴两个方向的转动；Labview程序主要计算A轴转角和C轴转角与主轴姿态的对应关系，并能够实时的显示主轴姿态夹角和主轴鼻端坐标值，本发明中的算法不存在原始误差，可以计算出主轴姿态夹角和主轴鼻端中心在坐标系中的坐标值，适用于一般的A、C轴多向摆头，计算方法适用广泛。

Description

基于Labview的主轴姿态计算方法
技术领域
本发明涉及主轴姿态计算方法领域，尤其涉及一种基于Labview的主轴姿态计算方法。
背景技术
五轴联动机床其切削方式灵活且适应性强，是未来机床的主要发展方向。现有A、C轴多向摆头用于五轴联动机床，可实现X、Y、Z三个直线方向的平动和绕A、C两个轴的转动，能实现安装在其上的切削主轴五坐标运动，由于五坐标运动灵活多变，主要用于高精密加工，这需要准确的预测主轴姿态和A、C两轴转角之间的对应关系才能满足高精度切削的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于Labview的主轴姿态计算方法。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种基于Labview的主轴姿态计算方法，其特征在于，包括工作台，主轴，A、C轴多向摆头，和用于计算主轴姿态的Labview程序；所述工作台上放置被加工工件，方向平行于水平面；所述主轴安装在所述A、C轴多向摆头上，主要带动刀具进行切削运动；所述A、C轴多向摆头，可带动主轴在A、C轴两个方向的转动；所述Labview程序主要计算A轴转角和C轴转角与主轴姿态的对应关系，并能够实时的显示主轴姿态夹角和主轴鼻端坐标值，程序主要包括：A轴转角输入控件，C轴转角输入控件，主轴姿态夹角显示控件，主轴鼻端中心点坐标值显示控件；所述A轴转角输入控件用于输入主轴绕A轴转过的角度；所述C轴转角输入控件用于输入主轴绕C轴旋转的角度；所述主轴姿态夹角显示控件用来显示主轴中心线与工作平面之间的夹角；所述主轴鼻端中心点坐标显示主轴鼻端中心点的坐标值。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明为主轴姿态夹角的计算方法，算法不存在原理误差，可以计算出主轴鼻端中心在坐标系中的坐标值。
2、本发明基于Labview开发平台可以实时的显示主轴姿态夹角和主轴鼻端中心点的坐标值。
3、本发明适用于一般的A、C轴多向摆头，计算方法适用广泛。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
附图1：A、C轴多向摆头与工作平面的位置关系，多向摆头的初始化状态；
附图2：A轴坐标系和C轴坐标系示意图，为主轴角度计算的基础；
附图3：Labview程序的前面板，用作人机交互；
附图4：Labview程序的程序框图，主要执行运算功能。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
本发明的***组成如图1和图3所示。
Labview程序前面板由A轴转角输入控件，C轴转角输入控件，主轴鼻端X轴坐标显示控件，主轴鼻端Y轴坐标显示控件，主轴鼻端Z轴坐标显示控件，主轴姿态夹角显示控件组成。
实施方式具体包括以下步骤：
1)以A轴和C轴交点为坐标原点O，分别以A轴和C轴为ZA轴和ZC轴，同时垂直于A轴和C轴的直线为X轴建立空间直角坐标系分别为C轴坐标系OXCYCZC和A轴坐标系OXAYAZA。
2)记录初始化状态下主轴鼻端在C轴坐标系下的坐标n和主轴尾端在C轴坐标系下的坐标m，并建立主轴的方向向量
Figure BDA0002021606680000021
和与Z轴垂直的工作台的法向量
3)建立主轴方向向量
Figure BDA0002021606680000023
随A轴和C轴转角θA和θC的转动矩阵：利用空间坐标变换，可以求得主轴方向向量随θA和θC变化的转动矩阵分别为：
Figure BDA0002021606680000024
4)A轴与C轴之间的夹角设为α，建立C轴坐标系OXCYCZC和A轴坐标系OXAYAZA之间的坐标关系式，：
Figure BDA0002021606680000031
5)设变化之后的主轴方向向量为
Figure BDA0002021606680000032
建立主轴方向向量
Figure BDA0002021606680000033
随A轴转角θA和C轴转角θC的关系式：
Figure BDA0002021606680000034
6)设主轴姿态夹角为θ建立主轴姿态夹角与A、C轴转角的关系式：
Figure BDA0002021606680000035
所述步骤5，在已知A、C轴转角的情况下，求得主轴鼻端在坐标系中的坐标；
所述步骤6，在已经A、C轴转角的情况下，求得主轴姿态夹角。
本发明工作过程如下：
工作时，首先点击程序运行按钮，之后在A轴转角输入控件和C轴转角输入控件输入相应的角度，同时在主轴鼻端X轴坐标显示控件，主轴鼻端Y轴坐标显示控件，主轴鼻端Z轴坐标显示控件和主轴姿态夹角显示控件就会显示相对应的数值。

Claims (2)

1.基于Labview的主轴姿态计算方法，其特征在于，包括工作平面，主轴，A、C轴多向摆头，和用于计算主轴姿态的Labview程序；所述工作平面为放置工件的平面，方向平行于水平面；所述主轴安装在所述A、C轴多向摆头上，主要带动刀具进行切削运动；所述A、C轴多向摆头，可带动主轴在A、C轴两个方向的转动；所述Labview程序主要计算A轴转角和C轴转角与主轴姿态的对应关系，并能够实时的显示主轴姿态夹角和主轴鼻端坐标值。
2.如权利要求1所述的Labview程序，其特征在于，主要包括： A轴转角输入控件，C轴转角输入控件，主轴姿态夹角显示控件，主轴鼻端中心点坐标值显示控件；所述A轴转角输入控件用于输入主轴绕A轴转过的角度；所述C轴转角输入控件用于输入主轴绕C轴旋转的角度；所述主轴姿态夹角显示控件用来显示主轴中心线与工作平面之间的夹角；所述主轴鼻端中心点坐标显示主轴鼻端中心点的坐标值。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111336899A (zh) * 2020-03-13 2020-06-26 清华大学 机床主轴头姿态角多值测量量具及测量方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001097901A2 (en) * 2000-06-22 2001-12-27 The Research Foundation Of The State University Of New York At Buffalo Micro-injection pump
KR20070105288A (ko) * 2007-08-01 2007-10-30 순천대학교 산학협력단 LabVIEW를 이용한 디젤엔진발전기의 베어링 고장진단
CN101859126A (zh) * 2010-04-30 2010-10-13 西北工业大学 五坐标数控加工刀具路径转换方法
CN102209941A (zh) * 2008-09-18 2011-10-05 德塞拉北美公司 用于对材料进行机械加工的***和方法
CN102354123A (zh) * 2011-07-18 2012-02-15 北京航空航天大学 一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试***
CN102357924A (zh) * 2011-07-25 2012-02-22 南京大地水刀股份有限公司 以切入点为中心的水切割头姿态控制机构
CN107450473A (zh) * 2017-08-03 2017-12-08 南京航空航天大学 一种cfxyza型五轴数控机床旋转轴几何误差计算、补偿及其验证方法
CN108678732A (zh) * 2018-05-10 2018-10-19 芜湖航飞科技股份有限公司 一种基于北斗导航技术的三维测绘装置
RO132942A0 (ro) * 2018-05-30 2018-11-29 Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Aerospaţială "Elie Carafoli"- I.N.C.A.S. Bucureşti Instalaţie de testare la şoc termic rapid a materialelor cu răcire în apă
CN109238199A (zh) * 2018-09-03 2019-01-18 清华大学 一种机器人旋转轴运动学参数标定方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001097901A2 (en) * 2000-06-22 2001-12-27 The Research Foundation Of The State University Of New York At Buffalo Micro-injection pump
KR20070105288A (ko) * 2007-08-01 2007-10-30 순천대학교 산학협력단 LabVIEW를 이용한 디젤엔진발전기의 베어링 고장진단
CN102209941A (zh) * 2008-09-18 2011-10-05 德塞拉北美公司 用于对材料进行机械加工的***和方法
CN101859126A (zh) * 2010-04-30 2010-10-13 西北工业大学 五坐标数控加工刀具路径转换方法
CN102354123A (zh) * 2011-07-18 2012-02-15 北京航空航天大学 一种跨平台可扩展的卫星动态仿真测试***
CN102357924A (zh) * 2011-07-25 2012-02-22 南京大地水刀股份有限公司 以切入点为中心的水切割头姿态控制机构
CN107450473A (zh) * 2017-08-03 2017-12-08 南京航空航天大学 一种cfxyza型五轴数控机床旋转轴几何误差计算、补偿及其验证方法
CN108678732A (zh) * 2018-05-10 2018-10-19 芜湖航飞科技股份有限公司 一种基于北斗导航技术的三维测绘装置
RO132942A0 (ro) * 2018-05-30 2018-11-29 Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Aerospaţială "Elie Carafoli"- I.N.C.A.S. Bucureşti Instalaţie de testare la şoc termic rapid a materialelor cu răcire în apă
CN109238199A (zh) * 2018-09-03 2019-01-18 清华大学 一种机器人旋转轴运动学参数标定方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
庄嘉兴: "数控***测试平台设计与双驱同步控制技术研究", no. 08, pages 022 - 426 *
陈雪华 等: "基于LabVIEW 的切削力采集和建模***", vol. 31, no. 5, pages 783 - 786 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111336899A (zh) * 2020-03-13 2020-06-26 清华大学 机床主轴头姿态角多值测量量具及测量方法

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