Singularitäten Der Orientierung; Problemstellung - Siemens SINUMERIK 840DE sl Funktionshandbuch

F2: Mehrachstransformationen
2.8 Einschränkungen für Kinematiken und Interpolationen
5-Achs-Kinematik
Bei einer 5-Achs-Kinematik sind zwei Freiheitsgrade für die Orientierung vorhanden. Die
Zuordnung der Orientierungsachsen und die Richtung des Werkzeugvektors sind so zu
wählen, dass die Drehung um den Werkzeugvektor entfällt. Deshalb sind nur zwei
Orientierungswinkel zur Beschreibung der Orientierung nötig. Wird mit ORIVECT verfahren,
wird nur eine reine Schwenkbewegung des Werkzeugvektors ausgeführt.
3- und 4-Achs-Kinematik
Bei 3- und 4-Achs-Kinematiken ist nur ein Freiheitsgrad für die Orientierung vorhanden. Um
welchen Orientierungswinkel gedreht werden soll, ist von der jeweiligen Transformation
abhängig. Dabei ist es nur sinnvoll, die Orientierungsachse mit ORIAXES zu verfahren. Die
Orientierungsachse wird dabei direkt linear interpoliert.
Interpolation der Werkzeugorientierung über mehrere Sätze mittels Orientierungsvektoren
Wird die Orientierungen eines Werkzeugs über mehrere aufeinanderfolgenden
Teileprogrammsätze durch direkte Angabe der entsprechenden Rundachspositionen
programmiert, ergeben sich an den Satzübergängen unerwünschte nichtstetige Änderungen
des Orientierungsvektors. Daraus ergeben sich nichtstetige Geschwindigkeits- und
Beschleunigungsänderungen der Rundachsen. Daraus folgt, dass mittels
Großkreisinterpolation keine geschwindigkeits- und beschleunigungsstetige Bewegung der
Orientierungsachsen über mehrere Sätze hinweg erreicht werden kann.
Stetige Satzübergänge
Solange nur Linearsätze (G1) programmiert werden, verhalten sich auch die
Orientierungsachsen wie Linearachsen. Dabei wird dann eine beschleunigungsstetige
Bewegung durch Polynominterpolation erreicht. Wesentlich bessere Ergebnisse lassen sich
aber durch die Programmierung der Orientierung im Raum mittels Orientierungsvektoren
erzielen (siehe Kapitel "Polynominterpolation von Orientierungsvektoren (Seite 120)").
2.8.1 Singularitäten der Orientierung

Problemstellung

Wie im Kapitel "Singuläre Stellen und ihre Behandlung" bereits beschrieben, sind
Singularitäten (Pole) solche Konstellationen, bei denen die Werkzeugorientierung parallel zur
ersten Rundachse wird. Wird bei oder nahe bei einer solchen Orientierung die
Orientierungsänderung vorgegeben (wie das bei der Großkreisinterpolation ORIWKS der Fall
ist), so werden für kleine Orientierungsänderungen Große Änderungen der
Rundachspositionen nötig. Im Extremfall müsste die Rundachsposition springen.
Eine derartige Situation wird wie folgt behandelt:
Es gibt nur noch ein relevantes Maschinendatum, das wie bisher einen Kreis um den Pol
beschreibt:
MD24540 $MC_TRAFO5_POLE_LIMIT_1 (Endwinkeltoleranz b. Interpolation durch Pol f. 5-
Achstransformation)
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Funktionshandbuch, 12/2017, 6FC5397-2BP40-6AA1
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