收稿日期:20030516作者简介:胡寅亮(1978-湖南,硕士研究生E2mail:文章编号:100328728(2003)ZK20175203五轴联动数字控制机床的后置处理方法南京航空航天大学机电学院,南京210016;洛阳电光设备研究所,洛阳471009)后置处理是数控编程的重要环节,它的作用是将CAM系统生成的刀轨文件转化为机床的加工代码。五轴联动的后置处理涉及到刀位文件的转角计算和坐标变换计算,坐标转换关系很复杂,本文研究了立卧两种状态的五轴联动数字控制机床的后置处理,在分析了机床坐标系和工件坐标系关系的基础上,推导了坐标变换公式,并开发出了相应的后置处理软件,其结果满足五坐标联动后置处理的要求。后置处理;五轴联动;数控编程中图分类号:TG659;TP311文献标识码:PostProcessingMethodinkageCNCMachineHUYin2liangIONGTaoHUANGXiangAeronauticsstronautics,Nanjing210016;uoyangElectricalicalDeviceInstitute,uoyang471009)Abstract:postimportantpartrogrammingnumericalcontrocutterlocationfilefromCAMsystemcanmachiningcode.Becausepostrocessingaboutfive2axislinkagenumericalcontromachineneedrotaryanglecoordinatesspindlefivereferenceframe,postcomplicated.canworkbothhorizontalverticalintroducedhere,afteranalyzingrelationaboutmachinecoordinatesystemworkpiececoordinatesystem,formulaaboutcoordinatesconversionpostrogramresulthasmetfive2axislinkagepostrocessing.Keywords:Postrocessing;Five2axislinkage;CNC在数控自动程序编制语言的处理程序中,将前置处理中生成的刀位轨迹变换为数字控制机床的运动轨迹或处理数字控制机床的特殊功能的部分称为后置处理程序。后置处理是处理与机床及控制器直接相关的信息,一般的CADCAM件经过计算都已得到了刀具轨迹的全部信息,但为了适应数字控制机床的要求,还要进行后置处理,以得到特定数字控制机床用的NC代码,然而,由于数字控制机床所采用的系统各不相。在此处理过程中,就不可避免的要进行转角的计算和坐标的变换工作。五轴联动的数字控制机床是由三个联动坐标X中任意两个旋转坐标构成的。转动坐标A也可以由刀具摆动来实现。下面以有立卧两种状态的DMU系列60P机床为例,介绍工作台旋转实现的五坐标联动数字控制机床的后置处理方法。图1机床坐标系1机床特性DMU60P数控机床坐标三个移动坐标和分别绕X轴旋转的两个转动坐标A如图1所示。其中立式加工时主轴方向与Z轴方向一致,卧式加工时主轴方向则与Y其中-90可自由转动。2后置处理计算后置处理的基本功能是将刀具在工件坐标系中运动时的轨迹数据转化为机床坐标系中的值假设工件坐标系OW与机床运动坐标系ORX平行,工件坐标原点与机床旋转中心之间的坐标差刀心C0在工件坐标系中的位置为(xECHANICALSCIENCETECHNOLOGYVo22JulySupplement2003刀轴矢量n(单位矢量)在工件坐标系中为(nx1转角的计算立轴加工时,因机床的主轴方向与Z轴方向一致,轴方向一致,同时确定变换后的刀位点位置。又由于X向的运动不影响刀轴矢量,为便于分将刀轴矢量n的起点移至工件坐标系的原点,然后设法将刀轴矢量绕X轴旋转到与Z轴方向一致,因为A值范围不对称,考虑两种情况:图2转角的计算30时,要将刀轴矢量旋转到与Z轴方向一致,有两种途所示。第一种途径是将刀轴矢量逆时针绕轴方向一致,第二种途径是将刀轴矢量顺时针绕平面,然后再顺时针绕X轴旋转A轴方向一致,经研究之后发现,DMU系列机床是取效率高的那种(大多数机床都是这样)最小的途径,因此当30时,首先将刀轴矢量在效率最高的情况下旋转C平面,然后再绕X轴旋转45时,却只有一种途径可以将刀轴矢量旋转到与Z轴方向一致,即先顺时针绕Z轴旋转C平面,然后再顺时针绕X轴旋转Anz(nzarctannxny(ny此时不能用立轴加工,提示错误。2坐标值的计算刀心C0经工作台转动后在机床坐标系ORX平移到机床坐标系ORX工件绕Z轴旋转-cosCsinCcosC工件绕X轴旋转-cosAsinAcosA1T2T3卧轴计算卧轴状态时,机床坐标系不变,而工件坐标系通常设置成如图3所示。与立轴计算相似,轴矢量旋转到与Z轴方向一90-arctanny(nyarctannxnz(nz此时不能用卧轴加工,提示错误。可得坐标值为1T2T2程序的设计与实现根据解释执行的原则,后置处理程序采用面向对象的方法开发,描述了主要对象类所实现的操作。表1主要对象类及其功能CCmdGoto直线插补计算CCmdCircle圆弧插补计算CCmdFedrat给进速度计算CCmdEndOfPath子程序段结束标识符具体流程为:读出刀位文件中一条完整的记录(行)据命令字分析该记录的类型,并产生对应的类对象,然后将产生的类对象依次存入CObList对象中,直到刀位文件结在解释执行的过程中,再将类对象从CObList对象中依次取出,并根据类对象类型确定是进行坐标变换还是进行文件代码的替换,输入机床旋转中心坐标和工件原点坐运用上述算法,根据加工指令、加工参数将刀位文件进行转换,生成一个完整的数控程序段,并写到数控程序文件中去。程序的转换结果经加工试验证明完全正确。3结束语现代工业中,复杂零件和自由曲面的加工,都广泛的在使用五轴联动数字控制机床,由于五轴加工的复杂性,而且对于不同的类型的数控机床,其后置处理的算法又有些差异,
第一学习主题中华文明的起源第2课原始农耕文化的遗存课件初中历史川教版七级上册.ppt