国产双摆头五轴机床的后置处理方法

摘要

一种将刀位源文件转换为国产双摆头五轴机床加工代码的后置处理方法。其特点是令臂长为0，采用五轴双摆头刀心算法进行计算，其包括：由刀位源文件计算出的α_C并提取最大旋转角α_Cmax;比较机床最大旋转角C_max与最大旋转角α_Cmax的大小，再比较刀位源文件首行旋转角α_C1和次行旋转角α_C2的差值与β_C的大小；依据比较结果采用相应的处理方式进行转换；最后，将转换好的NC代码返回主程序。其优点是依据前置处理生成的刀位源文件计算出第五轴旋转角的最大值与机床自身的极限角相比较，然后选择相应的处理方式，最终得到合理的加工程序，以提高加工效率与加工精度。

主权项

一种国产双摆头五轴机床的后置处理方法，包括步骤：(1)、读入和接收数据步骤：读入至少包括刀具信息、转速、多轴开、冷却液开、刀位点的刀位位置以及刀位矢量方向的刀位源文件，同时接收至少包括臂长H、机床旋转轴最大极限角C_max机床参数；(2)、根据具体机床旋转轴C轴的最大极限角C_max，定义双摆头五轴机床C轴的旋转限位角β_C，令旋转限位角β_C小于最大极限角C_max，β_C∈(180°,360°)；(3)、建立机床的空间运动学模型步骤：在机床内创建机床坐标系O_cX_cY_cZ_c﹑工件坐标系O_mX_mY_mZ_m﹑名义坐标系O_rX_rY_rZ_r且分别与床身、工件、刀具固联，在工件坐标系O_mX_mY_mZ_m下，R_w(w_x,w_y,w_z)、R_v(v_i,v_j,v_k)分别代表刀位点刀位位置和刀位矢量；固定工件坐标系的各轴与名义坐标系的各轴方向均一致，此时R_w(w_x,w_y,w_z)、R_v(v_i,v_j,v_k)的初始位置分别为[0 0 0]^T和[0 0 1]^T；旋转轴A、C的旋转角度分别用α_A和α_C表示；(4)、臂长设定及处理步骤：设定：摆动中心[X,Y,Z]到主轴端面的距离为摆长L，主轴端面到刀位点刀位位置R_w(w_x,w_y,w_z)的距离为刀长K；设定刀长K与摆长L相加得到臂长H；当机床系统内加载臂长计算时，令臂长H＝0，采用的处理步骤包括：采用五轴双摆头刀心算法公式：α_A＝L_Aarccos(v_k) L_A＝(1,‑1)α_C＝arctan(v_i/v_j)‑L_Cπ L_C＝(0,1)[X,Y,Z]^T＝[w_x w_y w_z]^T进行计算，其特征在于：将采用步骤4的五轴双摆头刀心算法公式计算出此刀位源文件中的所有C轴旋转角α_C，放到一个数组中；提取一个最大旋转角α_Cmax；比较机床最大旋转角C_max与刀位点的最大旋转角α_Cmax：如果α_Cmax＞C_max，再一次执行五轴双摆头刀心算法，保存首行刀位点的旋转角值α_C1，在计算第二行的刀位点的旋转角值α_C2，比较α_C1与α_C2：如果|α_C2‑α_C1|＜β_C其处理步骤为：又一次执行五轴双摆头刀心算法，将每次计算后的α_C做处理；令α_C＝α_C‑180°，α_A＝‑α_A，将转换好的NC代码返回主程序；如果|α_C2‑α_C1|≥β_C，其处理步骤为：又一次执行五轴双摆头刀心算法，每次计算后的αC需要判断；如果α_C＞180°，输出α_C＝α_C‑360°，否则输出原值；α_A值不变，将转换好的 NC代码返回主程序；如果α_Cmax＜C_max，其处理步骤为：按五轴双摆头刀心算法，一切按照算法输出，将转换好的NC代码返回主程序。