五轴数控机床加工后处理研究

2 五轴数控机床在机床后置处理系统中的应用

　　由于某些历史事件的限制，中国在五轴联动数控机床上的技术进口受到了一定的阻碍，数控系统技术还停留在一般水平上C随着近我国在数控方面的深入发展，各地涌现出大批生产制造五轴联动机床厂家，通过相关学者研究人员的深入研究和攻关，我国五轴数控机床技术不断提高。木文主要从建立数学模型角度对五轴数控机床在机床后置处理系统中的应用进行简要分析探讨。

　　2.1 建立五轴数控机床坐标系的数学模型

　　五轴机床运动示意图如图1所示。将其旋转运动A. B, C相应的表示为轴X, Y, Z的旋转运动，其运动方向以向右旋转标注。其中Z+表示向上，X+表示向右，Y+表示向里。C角为XY机床坐标绕Z轴旋转所得，A角为其绕X轴旋转所得，其计算较为复杂。下图2，根据双专台五轴机床运动而转换的平面矢量运转图。

　　2.2 五轴机床的数控编程

　　本文所用程序为UG/Post Builder专用后置处理软件。在其程序中和刀轨创口中做好定义、修改及用户化的程序设置。其中后处理程序主要包含:A程序开头，B操作头，C刀轨，D操作尾，E程序结尾五个。其中G代码创口出，定义好快速运动、顺逆园运动及直线运动等程序;在M代码创口处，定义好后置处理中会用到的程序结束、主轴的顺逆转、主轴关停以及更换道具等程序;对字地址定义创口设置好关键字的格式:在字符顺序的创口设置好字符优先程序:在用户自定义创口添加自定义等相关命令程序。其编程语言用TCL语言模式，同时实现后置处理算法的旋转轴的角度计算、变轨角度计算、坐标变换矩阵的计算、坐标轴位移值的计算等等。此外在程序和刀轨参数创口的程序命令中，需将旋转轴角度计算以及平动轴位移计算等程序导入到命令列表中来。

　　2.3 加工实例应用

　　采用电动机驱动的双转台式五轴机床进行加工试验。加工前，用UG-NX软件设计直径为56二高23二半球一圆柱组合体，同时在凹斜面进行垂直钻孔，并进行球面刻上编号。

　　对加工模块划分为五个部分:粗加工、半精加工、精加工、多面钻孔、刻编号。

　　设置粗加工:选用型腔铣，刀具选用直径7  mm、刃长20mm的立铣刀，加工余量设定为0.6mm。

　　设置半精加工:选用剩余铣，刀具选用直径5 mm的球头铣，刃长15 mm，加工余量设定为0. 3 mm。

　　设置精加工:选用可辩轮廓铣，选用直径为5 mm的球头铣刀，刃长12 mm，加工余量设定为0。

　　设置多面钻孔:选用直径为3.5m。的砖头，设置孔深6mm。

　　设置半球面刻编号:选用30。平底见到，字深设定0.5mm。

　　对编制的后置处理程序转换成5组加工G代码进行操作加工即可。其程序模拟图及加工成品示意图如图3。

图3  UG构建的加工模型及完成的模型工件示意图