现代数控编程技术(第07章--数控铣削加工及编程--后置)

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1、第7讲数控铣削加工及编程——后置处理∑后置处理任务与流程∑多坐标机床的结构形式与运动求解算法∑任意运动结构的机床运动学建模与求解∑非线性运动误差校核与处理∑进给速度的校核与修正∑通用后置处理系统原理∑UG后置处理过程简介后置处理任务与流程∑把刀位原文件转换成数控机床能执行的数控程序的过程称为后置处理（PostProcessing）∑后置处理的任务：ß机床运动求解ß非线性运动误差校核与处理ß进给速度的校核与修正ß数控加工程序生成开始读刀位文件刀位文件后置处理流程框图Y文件结束结束N机床轴运动求解机床非线

2、性误差校核与处理特性进给速度校核与修正格式转换数控系统特性数控加工程序多坐标机床的结构形式与运动求解算法∑后置处理需将刀位文件中刀位数据，转换为机床各坐标轴的运动数据。ß为求解机床各轴的运动，建立机床的运动学模型，ß根据刀位文件中的刀位数据和该运动学模型反求机床各运动轴的运动量。∑五坐标机床的结构类型刀具回转/摆动型工作台回转/摆动型刀具与工作台回转/摆动型∑五坐标数控机床理想状态下的运动求解理想的机床运动结构：Å机床各平动轴运动方向与机床标准坐标系的坐标轴方向完全一致，相互严格垂直；Ç对于回转/摆动

3、轴中轴线方向不变的定轴，其轴线方向也与机床标准坐标系的坐标轴方向完全一致；É对于刀具摆动型和工作台回转/摆动型机床，两回转轴线严格垂直并相交于一点；Ñ刀具轴线与作用在刀具上的旋转/摆动轴轴线均相交于一点。∑工作台回转/摆动型五坐标数控机床运动求解刀具坐标系Y轴工作台运刀具机床床身Zt动YtX链Z轴工作台tZOwtrpX轴工作台YwXw工件OwA'摆动工作台ZmrA'mXmYmC'回转工作台Om工件C'工作台回转/摆动型五坐标机床的运动学模型：⎡ux⎤⎡sinθAsinθC⎤⎢uy⎥⎢sinθAcosθ

4、C⎥⎢⎥=⎢⎥ucosθ⎢z⎥⎢A⎥⎣0⎦⎣0⎦⎡px⎤⎡mx+(sx-mx)cosθC+(sy-my)cosθAsinθC+(sz-mz)sinθAsinθC⎤⎢p⎥⎢m−(s-m)sinθ+(s-m)cosθcosθ+(s-m)sinθcosθ⎥yyxxCyyACzzAC⎢⎥=⎢⎥pm−(s−m)sinθ+(s−m)cosθ⎢z⎥⎢zyyAzzA⎥⎣1⎦⎢⎣1⎥⎦将刀位文件中的刀位数据赋给u(ux,uy,uz)和rp(px,py,pz)，则可由上述方程反求出满足加工要求的机床回转/摆动轴运动位移及

5、平动轴运动位移。∑刀具回转/摆动型五坐标机床运动求解ZBOmmYXmmArmL刀具ZtXYttZOwtrpYwXw工件Ow刀具回转/摆动型五坐标机床的运动学模型：⎡ux⎤⎡sinθBcosθA⎤⎢uy⎥⎢−sinθA⎥⎢⎥=⎢⎥ucosθcosθ⎢z⎥⎢BA⎥⎣0⎦⎣0⎦⎡px⎤⎡sx−L⋅cosθAsinθB⎤⎢p⎥⎢s+L⋅sinθ⎥yyA⎢⎥=⎢⎥ps+L−L⋅cosθcosθ⎢z⎥⎢zAB⎥⎣1⎦⎣1⎦∑刀具与工作台回转/摆动型五坐标机床运动求解Zm2Ym2Om2XBm2Lrm2Zt刀具ZwX

6、YttrpYwXwOtOw工件Zm1rm1Ym1A'Xm1Om1刀具与工作台回转/摆动型五坐标机床运动学模型：⎡ux⎤⎡sinθB⎤⎢uy⎥⎢sinθAcosθB⎥⎢⎥=⎢⎥ucosθcosθ⎢z⎥⎢AB⎥⎣0⎦⎣0⎦⎡px⎤⎡sx−L⋅sinθB⎤⎢p⎥⎢m+(s−m)cosθ+(s−m+L−Lcosθ)sinθ⎥yyyyAzzBA⎢⎥=⎢⎥pm−(s−m)sinθ+(s−m+L−Lcosθ)cosθ⎢z⎥⎢zyyAzzBA⎥⎣1⎦⎢⎣1⎥⎦∑运动求解的实现要满足以下条件：Å对于工作台回转/摆动型机

7、床，必须在工件装夹好后通过测量确定两回转/摆动轴交点在工件坐标系中的位置矢量。Ç对于刀具回转/摆动型机床，必须通过测量确定有效的刀具长度，即回转轴与刀具轴线的交点到刀位点的距离，它可以看成是刀位点总的摆动半径。É对于刀具与工作台回转/摆动型机床，既要通过测量确定有效的刀具长度，又要在工件装夹好后通过测量确定工作台回转/摆动轴线上一点在工件坐标系中的位置矢量，但该点可在其回转轴线上任意指定，这一现象也可由其运动求解方程来解释，因为，其中并不包含该位置矢量的分量。任意运动结构的机床运动学建模与求解9.3.

8、1运动结构的建模1.任意机床运动结构是指：∑Å构成运动链的坐标轴数目不限。但其中联动轴数不超过五个(三平动加两转动)，其余轴则称为辅助轴Ç各平动轴的运动方向和转动轴的轴线可以不与机床标准坐标系的坐标轴平行，各转动轴的轴线可相互不垂直；∑É对于定、动轴结构，两回转轴线可不相交于一点；∑Ñ刀具轴线与作用在刀具上的转动轴轴线可不相交于一点。运动结构通用模型主轴刀具工件运动副1工作台运动副2运动副N运动副N−12.运动结构模型的建立1.运动链构成的定义ß运动链构