[发明专利]一种非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床后置处理方法，尤其涉及一种非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法，属于五轴数控加工机床领域。

背景技术

五轴数控机床通常由三平动轴和两回转轴组成，通过平动轴和回转轴的不同配置而构成各种不同类型的五轴机床。一般可将其分为三种基本类型：1）双摆头类型，2）双转台类型，3）摆头转台类型，而其他类型的五轴机床都是在其基础上演化而来。因此，许多学者针对各种类型五轴数控机床后置处理方法开展了大量研究工作，如双摆头类五轴机床、双转台类五轴机床、摆头转台类五轴机床、非正交回转轴双转台五轴机床等。现有技术中，主要是针对非正交回转轴的双转台五轴机床开发的专用后置处理程序，其中非正交轴仅指回转轴，而没有考虑平动轴也为非正交轴的情况。因此，目前文献对于非正交摆头转台类五轴机床，尤其平动轴和回转轴同时为非交情况研究较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有在数控程序中进行五轴刀具长度补偿、工件原点偏置补偿和非正交轴角度修改功能的非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法，该方法包括以下步骤：

A、分析以平动轴Y和回转轴B作为倾斜轴的摆头转台类五轴机床的结构特征，分别将倾斜轴Y轴与OXZ平面之间夹角和刀具摆长作为变量，建立前置刀位数据与该类机床各坐标轴之间的运动变换方程，并推导出各坐标轴的计算公式；

B、在机床各平动轴和回转轴的计算公式基础上，结合西门子数控系统或其他数控系统提供的宏变量（如R参数）功能，基于VC++6.0平台利用C++语言开发出一种适用于非正交摆头转台类五轴控机床的后置处理软件；其中在该软件界面中，刀具摆长可以作为宏变量或数值输入，倾斜轴Y轴与OXZ平面之间夹角作为数值输入，工件原点在机床坐标系中的偏置量作为数值输入。

由上述发明技术方案可以看出，该方法不仅能够将刀位文件转换为机床可以识别的数控程序，而且具有在数控程序中进行五轴刀具长度补偿、工件原点偏置补偿和非正交轴角度修改功能。

附图说明

图1为非正交摆头转台类五轴机床；

图2为非正交摆头转台类五轴机床运动链；

图3为非正交摆头转台类五轴机床中的坐标系；

图4为后置处理软件界面。

具体实施方式

本发明的非正交摆头转台类五轴机床后置处理方法，以平动轴Y和回转轴B作为倾斜轴的摆头转台类五轴机床为例进行阐述，如图1所示，其较佳的具体实施方式是，包括：

A、分析以平动轴Y和回转轴B作为倾斜轴的摆头转台类五轴机床的结构特征，分别将倾斜轴Y轴与OXZ平面之间夹角和刀具摆长作为变量，建立前置刀位数据与该类机床各坐标轴之间的运动变换方程，并推导出各坐标轴的计算公式。

首先，以平动轴Y和回转轴B作为倾斜轴的摆头转台类五轴数控机床作为研究对象，如图1所示；该机床由三平动轴X、Y、Z和两回转轴A、B组成，其中X轴和Y、Z轴夹角都等于90°，而Y轴与Z轴夹角小于90°，且回转轴B的中心平行于Y轴，与Z轴夹角亦小于90°，回转轴A的中心平行于X轴，机床主轴与回转轴B夹角大于90°。X、Z轴方向的平动和绕A轴的转动由机床转台实现，而Y轴方向的平动和绕B轴的转动由机床主轴实现；根据该机床的具体结构，可以得到该机床各坐标轴之间的运动关系，即机床运动链，它由回转工作台、平动工作台、床身、主轴和刀具等单元按顺序串联而成，如图2所示。