斜摆头五坐标数控加工机床后置处理算法与研究.pdf

��斜摆头五坐标数控加工机床的
����后置处理算法研究
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田荣鑫任军学孟晓贤单晨伟
西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,西安������
摘要:基于������五轴联动加工中心的结构特点,针对第五旋转轴的旋转中心线和三直线轴不重合的
特殊回转轴机构,分析该结构类型机床的联动加工方式及角度坐标变换规律,依据机床采用的
����������系统设计了该机床的后置处理算法。加工实验表明,该后置处理方法能满足工程使用要求。
关键词:斜摆头;后置处理;角度变换;����������系统
嵌鹊闹担�钡吨崾噶看怪庇赬�矫妫珺珊,当�卑谕坊�蔡匦缘目占浣峁��卑谕坊�驳暮笾们蠼馑惴�装备直线轴坐标变换求解和旋转轴坐标变换求解,后置处理的复杂性体现在带旋转轴的刀位旋转角计算和刀位坐标变换上。五坐标数控铣加工设备的结构主要有三种:工作台双回转式、刀具双摆动式、刀具与工作台分别回转式,不同结构的五坐标机床后置处理方式也不同;本文研究了一种特殊的主轴头与工作台分别回转式的五坐标机床:斜摆头机床的后置处理算法。,以方便编程人员可以采用更直接的方式对五坐标加工程序进行控制;多见的自动跟踪指令包括������系统的���指令以及�������系统的��指令。这类自动跟踪指令控制机床在加工中按照所指定的旋转轴坐标及直线轴坐标控制刀尖的位置,当出现旋转轴位移时,刀尖能自动跟踪刀位点随旋转轴摆动后的空间位置,。在面向具有自动跟踪功能的五坐标控制系统进行后置处理时,只需要对刀轴矢量进行后置处理计算获得旋转轴坐标,刀心坐标直接采用刀位文件中给定的数值,避免了对刀心坐标进行围绕旋转轴的回转计算,简化了后置处理过程。本文所研究机床的结构及坐标方向如图�����,数控系统采用���—��,其直线轴符合右手坐标系统。旋转轴�为机床的工作台,绕��顺时针旋转,符合右手定则;旋转轴�V髦嵬钒诙�H剖噶糠较騉��琹,�;机床的立铣方向为�正方向,机床的卧铣方向为��较颉8没�驳奶�;当旋转轴中心互相垂直时。旋转坐标之间线性无关,否则,旋转坐标之间有相关性,计算较为复杂。该机床的后置处理过程即将刀位源文件中的刀心坐标��、�偷吨崾噶縄、��转换成机床的运动坐标��、��和�8没�苍诮�形遄�昙庸な保��件安装在工作台上,�嵌瓤梢越�辛���#�段�为���度;�嵌仍诮�辛⑽宰;坏墓�讨惺迪�了连续旋转,旋转范围为���度,当主轴在��向立铣时���敝髦嵩赮方向卧铣时����后置处理过程可以定义成如下问题的求解:已知工件刀心点及刀轴矢量为��,�,�,�琷’�,工件坐标系为,�����苍硕��晗�主工作台中心�为�竂�.求在工件坐标系下机床的运动坐标值。因机床控制系统具有自动跟踪功能,因此后置处理过程中的需要求解的部分只有旋转轴坐标值。旋转轴坐标包括�呛虰角,其中�嵌扔尚�摆头摆动产生,刀轴矢量和�