五轴数控机床后置处理算法研究

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1、数控加工CNCMACH}NING五轴数控机床后置处理算法研究ResearchonFive-AxisCNCMachinePostProcessingAlgorithm中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司王旭【摘要】五轴数控加工技术基于五轴数控编程理论，对五轴机床的结构形式和运动特性进行分析，通过后置算法求解，得到后置处理坐标转换公式，并将前置处理产生的刀位数据文件(CLFS)转换成机床执行的CNC程序，再利用VisualBasic语言编程创建坐标转换界面，实现数控程序自动转换。关键词：五轴数控VisualBasic前置处理后置处

2、理lABSTRACT】Five-axislinkageCNCmachin-ingtechnologyistheimportantfoundationofmechanicalprocessing，andisoneoftheimportantmarksofanationalindustrialmodernizationlevel．Basedonthefive．axisCNCprogrammingtheory．,structureandkinematictrans-formationofthefive·axisCNCmachinear

3、eanalyzedforrearmountedalgorithmsolvingandpostprocessingCOOl'-dinatestransformationformulaisobtained．Andthecurerlocationdatafile(CLFS)generatedbypreprocessingistransformedintotheCNCprogramofthemachineimple-mentation．CoordinatetransformationinterfaceiscreatedbyVBlangu

4、age，andtheautomaticconversionofCNCprogramisrealized．Keywords：Five-axisCNCVisualBasicPre-processingPosteprocessing五轴数控加T技术主要涉及到数控编程技术、后置处理技术和数控装备技术，这3种技术是实现五轴数控加工的主要过程。首先，将工件的几何模型导入到CAM数控编程软件中，利用CAM编程软件按照加工工艺要求生成合理的刀具加工路线，并且保存刀位文件。然后，利用机床后置处理技术将刀位数据生成精确的加工程序。最后，通过数控装备

5、技术有效地执行数控加工程序。因此，实现高水平五轴数控加工技术的关键是数控编程技术和机床后置处理技术。目前，要想实现五轴编程，得到准确机床加工程序，需要解决以下几个关键技术U-21。(1)零件的几何建模。五轴数控加工技术主要针对复杂的曲面几何模型。首先利用三维实体建模软件来完成几何建模。目前，应用比较广泛的建模软件包括UG、CATIA、Pro／Engineer等。56航空制造技术·2014年第22期(2)加工工艺的合理规划。在数控加工技术中加工工艺起着关键作用，合理的加工工艺可以提高工件的加工质量，还可以提高生产效率。加工工艺的选

6、择主要包括加工路线、选择刀具、控制刀轴方式、进给速度和主轴转速等。(3)刀具轨迹生成。根据加工工艺要求生成合理的刀具加工轨迹，满足无干涉、无碰撞的要求，节省刀具运行时间，提高加工效率。对于复杂曲面模型利用CAM编程软件实现刀具轨迹生成，并且得到刀位数据文件，记录了刀具位置坐标和方向矢量。(4)数控加工仿真。在数控CAD／CAM编程软件中生成刀具加工轨迹以后，要针对实体进行刀具加工轨迹确认。验证刀位数据对于通过后置处理转换的数控加工程序是十分必要的，特别是在多轴加工编程中，其作用更明显。在数控软件中模拟加工环境，可以有效避免加工程

7、序在加工过程中可能出现的过切与碰撞等问题。(5)后置处理。机床后置处理技术是根据五轴数控机床的结构特性和运动变换特点，通过计算得到的后置处理坐标转换公式，将在刀具轨迹生成过程中所产生的刀位数据文件转换成机床的数控加工程序。准确的后置处理可以保证加工程序的准确性、提高加工效率、保证加工质量，还可以提高机床运行过程中的可靠性能‘31。本研究主要是以五轴联动数控机床结构特性和运动变换特点为依据，计算五轴数控机床后置处理坐标转换公式，将前置处理中所产生的刀位轨迹数据转换成数控机床所能执行的G代码指令，利用VisualBasic语言创建坐

8、标转换界面，通过输入输出来完成数控程序的转换。1五轴数控机床的结构形式和运动变换后置处理的主要功能是将刀具在工件坐标中运动的轨迹数据转化为机床坐标系中的值，首先要确定工件坐标系和机床坐标系的对应关系，将工件坐标系中的数据转换为机床坐标系中的数据。因此，根据具体机