[发明专利]一种基于后置处理五轴刀具长度补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于后置处理五轴刀具长度补偿方法。首先通过分析给定五轴数控机床的结构，建立该机床运动学模型并进行求解。然后，利用数控系统提供的宏变量和数学运算功能，基于Visual C++平台开发出一套带五轴刀具补偿功能的后置处理软件。最后，利用该软件将刀具摆长作为宏变量写入后置处理后的数控加工程序中，进而通过修改数控加工程序中摆长宏变量就可以方便实现五轴刀具长度的补偿。本发明能够解决不具备五轴刀具长度补偿功能机床的刀具补偿问题，避免了重新对前置刀位数据文件再次进行后置处理，从而提高了数控加工程序的可重用性。实践证明，该方法能方便实现五轴刀具长度补偿功能，且成本低廉，具有较强的工程应用价值。

主权项

一种基于后置处理五轴刀具长度补偿方法，其特征在于，包括步骤：A、分析指定摆头转台类五轴数控机床的结构；B、根据摆头转台类五轴数控机床的结构，建立该五轴数控机床的运动学模型，并进行相应的逆运动学求解计算；C、根据上述五轴数控机床的运动学模型计算结果，利用数控系统提供的宏变量和数学运算功能，基于Visual C++平台开发出一套带五轴刀具补偿功能的后置处理软件；D、利用该软件将刀具摆长作为宏变量写入后置处理后的数控加工程序中，进而通过修改数控加工程序中摆长宏变量就可以方便实现五轴刀具长度的补偿；步骤B中，建立五轴数控机床的运动学模型(即前置刀位数据与机床各坐标轴之间的关系方程)：ijk0=R(X,A)R(Y,B)0010---(1)]]>式中，T和R分别为机床各坐标轴平动和转动的齐次变换矩阵，工件坐标系原点Ow在机床坐标系OmXmYmZm中的位置矢量刀具原摆长值为L，实际刀具摆长值为L′，L′＝L+ΔL，ΔL为刀具长度变化量，刀心点Ot在坐标系Om1Xm1Ym1Zm1中的位置矢量为(0,0,‑L′)T，rs为机床平动轴相对于初始状态的平移矢量，rs＝(X,Y,Z)T，(x,y,z)T和(i,j,k)T分别为工件坐标系OwXwYwZw中刀位点和刀轴矢量；然后对上述方程式(1)和(2)分别进行求解，进而得到机床回转轴坐标值：B＝arcsini                         (3)A=arctan(-j/k),j>0,k>0arctan(-j/k),j≤0,k>0arctan(-j/k)+π,j≤0,k<0arctan(-j/k)-π,j>0,k<00.5π,j<0,k=0-0.5π,j>0,k=0---(4)]]>以及机床各平动轴坐标值：X=x+x0+L′sinBY=ycosA+zsinA+y0cosA+z0sinAZ=-ysinA+zcosA-y0sinA+z0cosA+L′cosB---(5)]]>由式(3)、式(4)和式(5)就可以确定机床各坐标轴的运动量，即对前置刀位数据进行后置处理而获得的机床各坐标轴的数值。