五轴联动3D刀补矢量后处理算法的研究.pdf

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1、2013年3月机床与液压Mar．2013第41卷第5期MACHINET0OL&HYDRAULICSV0l_41No．5DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．05．012五轴联动3D刀补矢量后处理算法的研究黄秀文，高伟强，胡泽华，章晶，庄朱协(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要：研究五轴3D刀补矢量的计算方法，针对A／C轴双转台五轴机床结构模型，分析了五轴数控后置处理过程的相关算法，并针对UGNX6．0五轴刀位数据源文件的数据格式开发了一个专用后处理器，实现了

2、带刀补矢量的五轴NC代码输出转换。为了提高加工效益，提出一种小角度的旋转变换求解算法，实际计算结果表明该算法是正确可行的。关键词：五轴机床；后处理；3D刀补矢量中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)5—044—5ResearchonAlgorithmofPost-processingfor3DToolCompensationVectorsin5-axisMachineLinkageHUANGXiuwen，GAOWeiqiang，HUZehua，ZHANGJing，ZH

3、UANGZhuxie(FacuhyofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，GuangzhouGuangdong510006，China)Abstract：AimingatthestructuremodelofA—Caxisdualrotaryworkingtable5-axismachinetool，thecalculatingmethodofthreedimension(3D)toolcompensationvecto

4、rsin5-axiswasresearched，andtherelatedalgorithmofpost-processingof5-axisCNCmachineswasanalyzed．Thespecialpostproeessorwasdevelopedandappliedbasedonthedataformatofdatasourcefilesof5-axiscutterlocationwhichgeneratedfromUGNX6．0software，andtheoutputtransformof

5、3Dtoolcompensationvectorsinthe5-axisNCcodewasimplemented．inordertoimprovethemachiningefficiency，asolvingalgorithmofsmallangleofrotatingtransformationhasbeenintroduced．Theactualcalculatingresultsindicatethattheproposedmethodiscorrectandfeasible．Keywords：5-

6、axismachinetool；Post．process；3Dtoolcompensationvector随着数控技术的日益成熟，五轴数控机床因其强ACRAMATIC950(CINCINNIATI，1990)等，大的加工能力和较高的加工精度得到越来越广泛的应FANUC控制器采用了Ij—K一码表示，而CINCINNIA．用。在五轴加工中，当CAM编程理论刀具与实际加TI则是采用P一0一R一码表示。工刀具尺寸不相符，或使用加工刀具出现磨损使刀具但是目前商品化的CAM系统不支持这类带有3D半径发生变化，这时刀具

7、补偿就显得尤其重要。与三刀补矢量的NC代码格式，要使用这类系统中的3D轴联动中的2D刀具半径补偿相比，五轴数控加工刀刀补功能，只能花惊人的代价购附带的专用编程系统补是在3D空间进行的，由于每步加工刀路的刀轴矢或后处理器。研发五轴数控系统的3D刀补功能，首量都有可能发生变化，刀具半径的补偿方向也随时变先要研究3D刀补矢量的计算和处理方法，解决带有化。而目前ISO6983中定义的NC指令格式没有关于刀补矢量的五轴数控编程问题。五轴加工主要针对复五轴刀具半径补偿方向的描述，机床NC控制器无法杂形面，必须借助CA

8、M软件生成NC代码。目前从NC程序中获得刀补方向的信息，即传统的平面刀CAM软件不支持带有3D刀补矢量的NC代码输出，补相关的指令，如：G17／G18／G19、G41／G42／G40但一些CAM软件生成的五轴刀位数据源文件(Cutter等在五轴加工中已失效⋯。插补程序段中提供的数据LocationSourcefile，简称CLSF)可提供详细的几何信息仅仅是刀具中心点坐标和刀具轴的方位角，刀具信息，通过对刀位数据文件的分析、处