KIN_TYP_11 – Fünfachs-Kinematik mit Schrägwinkelkopf

Kinematische Struktur

Die Kinematik besteht aus 3 translatorischen kartesischen Achsen und 2 rotatorischen Achsen. Als Besonderheit weist die Maschine die schräg aufgesetzte B-Achse auf.

Bei der Kinematik fällt besonders die Konstruktion der schiefwinkligen B-Achse auf: Wird die Werkzeuglänge so gewählt, dass der TCP (Tool Center Point) genau auf der Verlängerung der B-Achse zu liegen kommt (Werkzeugversatz HDZ), so sind bei Änderungen der Werkzeugorientierung über die B-Achse keine Ausgleichsbewegungen in den translatorischen Achsen notwendig (Ausgleichsbewegungen aufgrund von Orientierungsänderung in der A-Achse sind immer vorhanden). Ist die Werkzeuglänge nicht ideal gewählt, also der TCP nicht exakt auf der Verlängerung der B-Achse, so ergeben sich geringfügige zusätzliche Ausgleichsbewegungen auf den linearen Achsen, je nach Abweichung von der idealen Länge.

Durch die besondere Konstruktion der B-Achse können keine singulären Stellen bei der Rückwärtstransformation der Orientierungsachsen auftreten, jedoch können auch nicht alle beliebigen Werkzeugorientierungen eingestellt werden (s.u.).

Die Nullstellungen der Maschinenachsen XM, YM, ZM werden so gewählt, dass sich die gedachten Verlängerungen von AM und BM schneiden. Die Nullstellung von BM wird so gewählt, dass bei BM=0 das Werkzeug senkrecht und damit parallel zu Z0 steht (Die Abbildung „Achskonfiguration der 5-achsigen Maschine mit Schrägwinkelkopf“ zeigt die Nullstellung von BM). Die Nullstellung von AM wird sinnvollerweise so festgelegt, dass die Y0 ,Z0 -Werkstückachsen parallel zu den Maschinenachsrichtungen verlaufen.

HDZ repräsentiert die ideale Werkzeuglänge als Geometrieparameter der Maschinenkinematik; HD1 repräsentiert den ersten Werkzeugkopfparameter, L die tatsächliche Werkzeuglänge (Fräserlänge).

Es ist zu beachten, dass l vorzeichenbehaftet ist, also auch negativ sein kann.

Versatzdaten der Kinematik