五轴数控机床后置处理技术分析与工程实践

1 五轴数控机床的数控模型分析

　　五轴数控联动技术字虽然难度较大但是需求广泛。其主要是将计算机控制与高悻能伺服装置、精崭数控加工等技术集中在一起，获得一种多维度连续、平滑加工的模式，尤其是对与复杂曲面而寿足一种匿要的技术措施。下面就从其五轴数控建模上分析其工作的基本原理。

　　在简单的三轴加工联动的情况下，控制人员不需要关系工作台与刀具的工作状况，凶为机床的=三轴向加工模式是相对周定的运行模式，不同系统的后处理情况变化不大。而五轴数据加工在原有的普通三钠基础上增加了两个轴向旋转。机来转动与主轴转动存在差异，因此对于不同的系统与旋转坐标的后置位置相差较大。旋转A、B、C三个轴相对应的是X、Y、Z坐标，其方向按照右旋螺纹的方向进行。即面向机床z轴平行与月具的旋转，Z+为向上丽X+为向右，Y+则秘内．与设计坐标系保持一致。X、Y机床坐标南设计坐标Z轴旋转一定角度C后获得，然后在绕x轴旋转角度A，计算的过程十分复杂。

图1五坐标加工刀轴矢量转动关系

　　从上面的图1中看。CAM加下坐标系统为OmXYZ，机床的加工华标系统则为OrXYZ，工作台的旋转轴和z轴相同，工作台A的转轴与x方向相同，OrXYZ坐标的原点在A、C向交汇的点上。CAM加工坐标OmXYZ与机床坐标Or){YZ的z轴方向保待一致，其与为平行，罄OmOr=d，加工件就会绕着OrXYZ中的z轴进行旋转，角度小于360°。刀具参考的点为Oc在CAM系统中OmXYZ坐标为(Xc、Yc、Zc)。刀具轴矢量a为单位矢茸，在CAM加T坐标系OmXY2中对应的坐标郊为(ax、ay、az )。为了让计算更加方便，通常以Oc为原点建立刀具的矢量坐标，使之与CAM加工坐标向平行。如果上述条件已知就町以计算对应的加工角度，指导完成加工。

2 五轴数控的后置处理原理分析

　　后置处理可以分为两种系统．专用后置处理与通用后置处理。前者往往是指针对々用数控缔程系统或者特定数控机床而专门开发的程序，通常直接读取刀位文件中的位置数据，根据特定的机床特征和功能，以及指令格式等将其转化为敏摔程序完成输出。这类后苷处理系统往往在专用数控编程巾出现，即提供非商业化服务，其对刀位文件格式简单，不会受到标准的规范，机床的特征与数控系统特征一般直接便如后置程序，后置处理过程的针对性较强，程序结构简单容易实现。

　　通用后置处殚系统主要针对的是不同种类的数控机床和数控系统对刀具的控制，时刀位文件进行后置处理，使得输出符合数控系统的指令和格式的数控程序。但是因为数控机床的多样化与技术不断捏高，通崩的后置技术通索在一定范围穴遵照，其通用化的程度需要按照抓准与规范来考虑。但是其对商业加工的意义较大，因此通常所指的后置处理技术即为通用后置处理。其后置输入的信息要求如下：刀位文件的输入，后置处理技术主要是将刀位史件转化为可以应用数控书t床的加工程岸．实现这个转化的通崩化，就要求刀位义件实现规范与标准化。目前闪际上流行的做法足数控编程系统输出的刀位文件应满足IGES要求。如果刀位文件是非标准，则对应的格式应制定一个怒癌选行控甾；数控文{卑．数控系统符性交件是为数羟后置处理系统提供转换，将刀忙文件的内容转换为适应具体机床的控制程序，其格式应进行必要的标准化。最后，数控机床的特征性文件设置．这个文件是描述机床运行与结构持征、运行参数、运行轴行程、最大速度、加速度等文件，后置处理系统根据这个文件对机床的运动求解、非线性运行误差校正、进给速度校对、速度修正等处理。