ارتقا سيستم سي‌ان‌سي ماشين‌ابزار هگزاپاد با افزودن سيكل سوراخ‌كاري پنج‌محوره

Upgrading the CNC system of hexapod machine tool by adding the five axis drilling cycle

استفاده از دستگاه هگزاپاد به عنوان ماشين‌ابزار سي‌ان‌سي به دليل مزاياي آن از جمله سفتي و دقت بالا رو به گسترش است. از اين رو تحقيق حاضر در صدد اضافه كردن يكي از جي‌كدهاي ماشين‌كاري مرسوم يعني سيكل سوراخ‌كاري به سيستم سي‌ان‌سي هگزاپاد است. كد ذكر شده شامل هر سه بخش اصلي يك برنامه سي‌ان‌سي يعني واحد مترجم، واحد ميانياب و واحد سينماتيك بوده و اطلاعات موقعيت و جهت مطلوب ابتدا از جي‌كد نوشته شده توسط كاربر به وسيله واحد مترجم استخراج شده و سپس جهت دست يابي به طول پايه و سرعت تغيير طول پايه مطلوب به واحد ميان ياب و سينماتيك معكوس آن ارسال مي‌شود. مكانيزم هگزاپاد مورد مطالعه از نوع ابزار ثابت– قطعه‌كار متحرك مي‌باشد. همانند تمام دستگاه‌هاي استانداردِ ابزار متحرك كه دوران ابزار حول مركز دوران موجب اختلاف موقعيت نوك ابزار مي‌شود، در اين نوع خاص از هگزاپاد نيز دوران ميز حول X و Y هر كدام به نوعي موجب تغيير موقعيت ابزار نسبت به ميز متحرك مي‌شوند ولي شيوه اصلاح اين اختلاف موقعيت در مكانيزم هگزاپاد ابزار ثابت با دستگاه‌هاي استاندارد متفاوت است. در كد سيكل سوراخ‌كاري براي اصلاح اختلاف موقعيت به وجود آمده كه حاصل دوران ميز است از روش ماتريس‌هاي انتقال همگن استفاده شده است. در واحد ميان ياب برنامه نوشته شده در هر گام مقدار تغيير موقعيت در راستاي محور X ناشي از دوران حول محور Y، تغيير موقعيت در راستاي محور Y ناشي از دوران حول محور X و تغيير موقعيت در راستاي محور Z ناشي از دوران حول هر دو محور X وY محاسبه شده و اصلاح موقعيت انجام مي‌گيرد. لزوم استفاده از الگوريتم ارايه شده اين است كه بتوان از جي‌كدهاي استاندارد ماشين‌كاري خروجي گرفته شده از برنامه‌هاي رايج ماشين‌كاري كه مشخص كننده موقعيت و جهت نوك ابزار است در مكانيزم ابزار ثابت به طور مستقيم استفاده كرد. به منظور صحت سنجي روش ارايه شده دو سوراخ يكي با استفاده از الگوريتم ارايه شده و ديگري بدون آن ماشين‌كاري گرديد و با هم مقايسه شد. نتايج مقايسه صحت الگوريتم ارايه شده را تاييد كرده و نشان مي‌دهد سوراخ اول در مكان درست ماشين‌كاري شده است.

Using hexapod as a CNC machine tool has been grown increasingly due to its advantages such as high stiffness and accuracy. This paper is seeking to add a CNC G-code to hexapod CNC system. The mentioned G-code is a five axes drilling cycle which contains all the main parts of a standard code such as: interpreter, interpolator and inverse kinematics unit. The interpreter unit extracts the position and orientation from the received code and sends it to the interpolation and kinematics units to correct the errors to achieve the desired six pods lengths. The studied hexapod is a "fixed tool-moveable workpiece" type machine tool. In this type and all other similar types of devices, the rotation of the cutting tool around the center of rotation causes a difference between the position of the tool tip and the workpiece; but the correcting procedure for this position difference is not similar to the other standard devices. In the present study, homogenous transformation matrix method has been used to correct the moving platform’s position difference that is created as a result of the rotation of moving platform about X and Y axes. This method allows the operators to use the standard G-codes being imported from the CAM software that are commonly used by the part programmers. In order to verify the proposed method, a hole was machined by the proposed drilling cycle and compared with a hole that was not machined by this method. The results showed that the first hole was machined in its true place and thus confirmed the accuracy of the proposed method.