ارتقاء سيستم كنترل عددي ماشين‌ابزار هگزاپاد با افزودن جبران شعاع ابزار پنج‌محوره

Upgrading the CNC system of hexapod machine tool by adding the five axis tool radius compensation

تحقيق حاضر در صدد اضافه كردن كد حركتي جبران شعاع ابزار پنج‌محوره به سيستم كنترل عددي هگزاپاد است. زماني كه شعاع ابزار تغيير مي‌كند، به ويژه هنگام تغيير شعاع بر اثر سايش حين ماشين‌كاري، جبران شعاع از دوباره نويسي برنامه جلوگيري مي‌كند. الگوريتم ذكر شده شامل هر سه بخش اصلي يك برنامه كنترل عددي يعني واحد مترجم، واحد ميانياب و واحد سينماتيك بوده و اطلاعات موقعيت و جهت مطلوب ابتدا از كد حركتي نوشته شده توسط كاربر به وسيله واحد مترجم استخراج شده و سپس جهت دستيابي به طول پايه و سرعت تغيير طول پايه مطلوب به واحد ميانياب و سينماتيك معكوس موجود در برنامه ارسال مي‌شود. در كد جبران شعاع ابزار پنج‌محوره، جبران شعاع علاوه بر مسير حركت و شعاع، به بردار نرمال سطح نيز وابسته بوده و تغيير زاويه ميز بر جهت جبران شعاع تاثير مي‌گذارد كه اين موجب مي‌شود جبران شعاع علاوه بر راستاي X و Y در راستاي Z نيز صورت ‌پذيرد. براي اين منظور با استفاده از بردار يكه مسير حركت و بردار نرمال سطح، بردار جهت جبران شعاع به دست آمده و مسير اصلاح شده حركت ابزار بر اساس شعاع ابزار محاسبه مي‌شود. در اين مقاله به منظور صحت‌سنجي الگوريتم ارائه شده آزمايش عملي انجام شده كه نتايج آزمايش صحت الگوريتم ارائه شده را نشان مي‌دهد.

This paper is seeking to add a CNC Gcode to hexapod CNC system. The mentioned Gcode is five axis tool radius compensation. Once the tool radius is changed, especially in the case of tool size changing with tool wear in machining, a new NC program has to be recreated. Five axis tool radius compensation correct cutter path automatically. This Gcode 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 and achieve the desired six pods lengths. In the tool radius compensation algorithm, the unique vector of the movement direction of the tool tip and the normal vector of the machining surface have been used to calculate the direction of the tool radius compensation. The offset path is calculated by offsetting the tool path along the direction of the offset vector. Accuracy of the proposed method tested with a number of experiments. The experimental results confirmed the accuracy of the proposed methods.