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非圆旋转工件随动支撑装置及其运动分析
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l 匐 似
非圆旋转工件随动支撑装置及其运动分析
The mechanicaI design and the motion analysis of noncircular
rotating workpiece support device
岳彦芳,辛志博,杨 光
YUE Yan.fang。XIN Zhi-bo。YANG Guang
(河北科技大学机械工程学院,石家庄050018)
摘 要:针对非圆 弓刚性工件旋转加工必须安装中间随动支撑的要求,设计了一种 “V”型支撑装置,
研究了带有负曲率的非圆截面CAD图形驱动自动生成支撑臂瞬态位移的计算方法,并据此编
写了支撑装置运动控制程序,搭建了试验系统。实验证明该系统完全能够保证对任意非圆工
件旋转随动支撑的连续性、实时性与平稳性。
关键词:弱刚性;非圆截面;中间支撑装置;运动学分析
中图分类号:TP23 文献标识码:A 文章编号:1 009—01 34(2014)05(下)一O1 40—03
Doi:1 0.3969/i..issn 009-01 34 2014 05( .1 . . 下).40
0 引言
在对弱刚性工件加工时,加工力的作用会造
成被加工工件的挠曲变形,使得加工精度、表面
粗糙度等受到影响。传统加工过程中通常采用减
小切削用量、增加跟刀架等措施来减小变形,保
证精度。但减小切削用量会使生产周期加长,成
本增高,而传统跟刀架无法实现对非圆工件旋转
加工时的支撑。
随着数控加工技术的不断发展,曲面构件的
设计和加工越来越多,越来越复杂,且精度要求
越来越高¨卫】。特别是像叶片类构件不仅具有较 图1 支撑装置整体结构图
大的非圆度,带有负曲面,而且精度往往要求很
两台电机转轴位于同一直线上,故电机的转动中
高。因此,研究这类构件旋转加工所需的中间跟
心即为两支撑臂的摆动中心。装配时保证摆动中
随支撑装置具有重要意义。本文设计了一种用于
心位于工件旋转中心正下方,摆动中心与旋转中
弱刚性非圆工件旋转加工过程中的 “V”型随动支
心的连线为两支撑臂的摆动轴线,左、右两支撑臂
撑装置,并通过分析非圆截面的几何形状和DXF
分别在轴线左、右两侧跟随工件往复摆动,设定两
图形存储格式的特点,给出了通过CAD图形驱动
支撑臂远离轴线摆动的方向为正方向,即两支撑臂
自动生成支撑臂瞬态位移的计算方法。实验证明
的摆角0范围为0到9O。。在电机末端安装绝对式编
了该装置的有效性。
码器,形成对电机的闭环控制。同时,安装支座上
1支撑装置的特点及运动过程 的接近开关保证了支撑臂的摆动范围。
典型的非圆截面曲线有凸 (正 )有凹
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