[发明专利]一种针对于长悬臂结构摆角铣头五轴联动加工的后置处理方法

权利要求书

1.一种针对于长悬臂结构摆角铣头五轴联动加工的后置处理方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、对机床和长悬臂摆角铣头结构进行分析，根据运动轴的位置和摆角铣头C轴-B轴，B轴-A轴，A轴-刀具间的偏置距离，建立运动学变换矩阵，得到CLS文件中刀触点坐标(x，y，z)和刀轴矢量(i，j，k)与摆角铣头C轴转动角度θ₁、B轴转动角度β和A轴转动角度α与龙门机床转台C2轴的转动角度θ₂之间的对应关系，如下方程式所示：

S2、对方程进行运动学逆解求解，得到如下结果：

S3、建立刀触点坐标(x，y，z)和龙门机床Y轴运动距离L_y、Z轴运动距离L_z；转台C2轴的转动角度θ₂；刀具长度L_Tool；摆角铣头C轴转动角度θ₁、B轴转动角度β和A轴转动角度α；摆角铣头C轴-B轴之间的偏置距离L_CBy，B轴-A轴之间的偏置距离L_BAx，A轴-刀具间的偏置距离L_ATx之间的关系，建立如下的变换关系：

S4、对式中的各轴转动角度θ₂、β和α；各轴运动位置L_y、L_z进行求解；通过观察后发现，关于B轴转动角度β和A轴转动角度α求解时需要以θ₁和θ₂作为输入，其中自₁为辅助轴的转动角度，由人为进行规定；而θ₂的角度与B轴转动角度β和A轴转动角度α相关；由于龙门机床X轴方向的运动需要通过机床的C2转台轴和龙门机床的Y轴进行插补实现，所以根据实际情况，如果转台不转动，摆角铣头无法加工到船用螺旋桨上规定区域；关于机床的C2转台轴θ₂求解的优先级高于B轴转动角度β和A轴转动角度α；L_y和L_z的结果受到θ₂、β和α的影响，所以可先确定θ₂、β和α的值后再对L_y和L_z的值进行解算，进行重新分类后可得到如下的两个方程组

在第一次将(x，y，z，i，j，k)进行运算时，令α和β的角度均为0°，计算出θ₂₁，然后通过θ₂₁依次计算得到α₁和β₁，再将α₁和β₁带入计算得到θ₂₂，用θ₂₂依次计算得到α₂和β₂；循环n次后，得到θ_2n、α_n和β_n，当θ_2n、α_n和β_n与θ_2n+1、α_n+1和β_n+1之间的差在可接受范围之内时，结束循环；将计算结果运算得到L_z和L_y。