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五軸加工中心后置處理技術(shù)

數(shù)控加工過(guò)程主要可以分為1、零件幾何造型，2、加工路徑的處理，3、生成刀位 文件，4、后置處理，5、生成NC數(shù)控代碼，6、實(shí)施加工六個(gè)過(guò)程。

在UG中加工模塊的主要功能是創(chuàng)建工件幾何體加工的刀具路徑[23]。但是在加工模 塊中生成的刀具軌跡路徑如果不經(jīng)后置處理就無(wú)法直接應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行工件加工 [24]。這是因?yàn)椴煌臋C(jī)床廠家生產(chǎn)的各種機(jī)床運(yùn)行條件是不*相同的，有些機(jī)床的旋 轉(zhuǎn)軸是水平放置，而另一些機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸為豎直放置，還有的一些機(jī)床在進(jìn)行加工時(shí)卻 可以實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)等。并且各種機(jī)床所使用到的控制系統(tǒng)也不盡相同，對(duì)于同一功能， 在不同的數(shù)控系統(tǒng)中其數(shù)控代碼也不*相同。這些與特定的機(jī)床相關(guān)的信息，卻并不 包含在刀具位置源文件中。因此刀具位置源文件在進(jìn)行加工之前必須進(jìn)行相關(guān)的后置處 理，以適應(yīng)不同機(jī)床和控制系統(tǒng)的特殊要求。這種根據(jù)各種機(jī)床的參數(shù)格式化前置處理 生成的刀具位置源文件，并生成可以直接應(yīng)用于機(jī)床加工的NC代碼的過(guò)程稱之為后置 處理[25]。

3.1后置處理主要任務(wù)

后置處理的根本任務(wù)是根據(jù)具體機(jī)床的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制指令格式[26]，將前置處理計(jì) 算出的刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并按其控制指令的格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成數(shù) 控機(jī)床的加工程序。其過(guò)程框圖如圖3.1所示。

3.2 五軸加工中心運(yùn)動(dòng)求解

加工中心的運(yùn)動(dòng)求解是為將前置處理生成的刀位文件中的刀位數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為被后置處理應(yīng)用的坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。常見(jiàn)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)求解一般假設(shè)機(jī)床各坐標(biāo)軸能夠處在相互垂直的理想狀態(tài)下，而不去考慮實(shí)際的機(jī)床誤差。本文主要涉及到的加工中心為華拓 5MC850-A 數(shù)控加工中心，其結(jié)構(gòu)形式為雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床，旋轉(zhuǎn)軸為繞 X 軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的A 軸和繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的 C 軸，所以接下來(lái)主要針對(duì)這一機(jī)床結(jié)構(gòu)展開(kāi)運(yùn)動(dòng)求解。我們暫且把這種機(jī)床叫做“A-C 軸加工中心”，A-C 軸加工中心的運(yùn)動(dòng)鏈及坐標(biāo)系統(tǒng)如圖 3.2 所示。
OwXwYwZw、0MXMYMZM和OtXtYtZt分別為工件、軸、刀具的坐標(biāo)系。OtXtYtZt 和0MXMYMZM的坐標(biāo)軸方向與機(jī)床坐標(biāo)系相一致。各坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置如上圖所示。 由于要將刀位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為各軸間的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，所以需將刀具坐標(biāo)系OtXtYt^相對(duì)于工件 坐標(biāo)系OwXwYwZw進(jìn)行運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換，它們間的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換可分解為刀具坐標(biāo)系OtXtYtZt相 對(duì)于定軸坐標(biāo)系OmXmYmZm的平行移動(dòng)和工件坐標(biāo)系OwXwYwZw相對(duì)于定軸坐標(biāo)系 OmXmYmZm的轉(zhuǎn)動(dòng)。

在初始位置時(shí)假定〇m在工件坐標(biāo)系中的位置為矢量rm (rxryrz)。在刀具坐標(biāo)系中刀 位點(diǎn)的原始矢量為（000 )、方向矢量記為（00 1 ),加工中心的初始XYZ位置為 r^OxOyOj,而兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的初始角度記為Oa和Oc.在工件坐標(biāo)系的刀軸方向矢量為 u(uxuyuz),工件坐標(biāo)系中的刀位點(diǎn)的位置矢量記為rg(gxgygz)。通過(guò)坐標(biāo)變換得出：

[ux uy uz 0]T = T(rm) * Rz(-Oc) * Rx(-Oa) * T(r0 - rm) * [0 0 1 0]T(2.1)

[gx gy gz 1]T = T(rm) * Rz(-Oc) * Rx(-Oa) * T(r0 - rm) * [0 0 0 1]T(2.2)

本文采摘自“五軸加工中心后置處理及仿真技術(shù)研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！

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