[发明专利]考虑机床结构误差的多轴数控加工后置处理方法

说明书

技术领域：

本发明涉及多轴数控加工领域，具体是一种多轴数控加工后置处理方法。

背景技术：

随着国防、运载、能源等行业的发展，对关键功能零件如舰船用螺旋桨、飞机进气道、风电叶片等加工制造提出了更高需求。这类零件外形及工作型面形状复杂，用三轴数控加工机床加工很难达到理想的精度，甚至无法实现加工，必须采用多轴数控机床才能完成加工。

在五轴数控加工中，后置处理的主要任务是将CAM软件生成的加工刀位轨迹源文件转换成为特定机床可接受的数控NC代码，目前通常的后置处理算法中通常假设机床各运动部件处在理想的几何位置上，没有考虑机床运动部件之间存在的位置和姿态偏差，后置得到的G代码文件输入到机床后，加工得到的零件形状与设计存在一定的偏差，影响零件加工质量，严重时会使加工零件报废。

发明内容：

本发明的目的在于针对目前存在的问题，提供一种考虑机床结构误差的多轴数控加工后置处理方法，通过考虑机床运动部件之间存在的位置和姿态偏差，对后置处理得到的G代码中的各轴运动坐标进行补偿，消除机床运动部件之间的位置和姿态偏差给刀具运动轨迹带来的误差，提高机床刀具运动精度，满足零件加工质量要求。

实现本发明的目的所采用的具体技术方案如下：

一种考虑机床结构误差的多轴数控加工后置处理方法，包含如下步骤：

(一)建立不含结构误差的机床运动变换链，机床运动链包括刀具到机床运动链Q_MT和工件到机床运动链T_WM，刀具刀位点方向矢量和位置经运动变换得到工件上加工点的方向矢量P_W和位置矢量U_W，关系如下面方程组所示：

TMWUW0T=QMT0010TTMWPW1T=QMT0001T]]>

其中Q_MT是刀具相对于机床床身的变换矩阵，T_MW是工件相对于机床床身的变换矩阵。

X，Y，Z轴的微小平动ΔX、ΔY、ΔZ和沿X，Y，Z轴的微小转动ΔA、ΔB、ΔC，可得到第j个运动部件到第i个运动部件误差变换阵ΔQ_ij：

(二)考虑机床结构误差的情况下，机床各个运动部分存在沿X，Y，Z轴的微小平动ΔX、ΔY、ΔZ和沿X，Y，Z轴的微小转动ΔA、ΔB、ΔC，可得到误差变换阵：