艾克斯康(EXECHON)结构运动学

发布时间： 2008/4/7

功能性

 

“串并联混合传动的三脚架机构”的运动转换是具有并-串联传动的一个5轴的转换，见图一和图二。这种结构使得旋转性对称刀具（铣刀、激光束）在加工空间内可相对对于工件定位。其路径和路径上的速度的编程近似于3轴转换。刀具对准是作为子程序的额外参量被编程的。实时转换计算的是所有5轴的合成运动。因而加工程序不是机床特有的。没有必要使用5轴加工作业用的传动专用的后处理器。刀具的长度补偿包含在加工计算中。通过在一个单独坐标系里的刀具-工件-表面方位的清晰程序存储器（TOFRAME），可以垂直地把刀具从工件上退回的。

 

图一：在XZ平面的运动模块的等量运动图表  

 

图二：在YZ平面的运动模块的等量运动图表

 

轴的构造：

 

三角形基础平台的每个角用一个万向接头与一个直线轴相连。这些直线轴决定了三角形移动平台相对于基础平台的位置。每一个直线轴用转动轴使之与移动平台相连。第二个直线轴有一个额外的自由度，也就是绕着直线轴的方向旋转与移动平台相连的是一个旋转接头和一个回转接头。两种接头都是用于在空间中定位主轴的。关于头三个3轴的运动连接是并联，另外两个旋转轴是与其串联连接的。那么这个机器有3个空间自由度和2个方向自由度。

 

符号

小写字母表示尺寸量如长度，大写字母表示空间点，粗体字母表示方向矢量。下面的下笔表i从1到3。

BCS 　　　 基础坐标系

ICS　　　　 内部坐标系

MPS 　　   移动平台坐标系

OICS  　　 基础平台原点

OMPS 　　 移动平台原点，也就是轴4与轴5到轴4垂线的交点。

ui  　　　  固定于基础平台（外接头）的万向接头的转动轴。

vi  　　　　固定于直线轴（内接头）的万向接头的转动轴。

di  　　　　万向接头两个转动轴之间的距离。

e   　　　　垂直于轴2和v2的偏移量

f  　　　　 平行于v2的偏移量

Ai 　　　　 万向接头的轴之间在外接头处的交点。

λ 　　　　  在内坐标系X方向上A1和A2间的距离。

φ 　　　    第二直线轴与其纵向间的角度，也就是v2和w2间的角度。

qi  　　　　 vi和wi间的垂线长度。这与相应直线轴的值相配。

q4 　　　　  第四转动轴的角度。

q5 　　　　  第五转动轴的角度。

wi 　　　　  在移动平台处的转动轴。

Bi 　　　　  在移动平台附近的转动轴处vi和wi间垂线交点。按照要求从万向接点外接头到内接头的垂足是在那条垂线上，所以这个点是唯一的。

r 　　　　   第四轴对于移动平台的方向矢量。

H 　　　　   触点，就是轴5和穿过OMPS的垂线之间的交点。

c  　　　　  OMPS和H之间的距离

tool  　　　 刀具方向

t1 　　　　  沿轴5的刀具尺寸。

t2 　　　　  垂直于刀具方向和轴5的刀具尺寸。

t3 　　　　  沿刀具方向的尺寸。

 

不失普遍性，所有的方向矢量应为单位长度。