常见问题
五坐标数控铣后置处置惩罚技术
一、引言 我们知道，数控机床的控制系统差别，机床结构形式和运动方式也存在差异，所使用的NC法式花样也是纷歧样，因此，数控操作中的刀具轨迹必须经由处置惩罚转换成特定机床控制器能够接受的特定花样的NC法式，这样的处置惩罚历程就是后置处置惩罚。正是由于机床运动方式的差别，特别是五坐标摆角结构的差别，保证刀位文件通事后置处置惩罚生成NC法式与编程人员在CAD/CAM软件数控操作设计的切合性，便成为后置处置惩罚的关键内容。二、现状 现在，常用的后置处置惩罚方法主要有以下两种： 使用CAD/CAM软件的通用后置处置惩罚模块，界说数控机床的运动方式，通过选取CAD/CAM软件提供的机床尺度控制系统，界说某一类型或某台数控机床的后置处置惩罚，如CATIA的PPBUILD模块，UG的UGPOST模块； 使用C/C++等盘算机语言，按数控机床的运动方式和控制系统的编程规范，归纳出盘算空间点坐标的数学公式，通过体例专用的后置处置惩罚法式并生成可执行文件，界说数控机床的后置处置惩罚。
第①种方法，其特点是操作简朴，对后置处置惩罚模块界说人员的数控专业技术要求不高，缺点是灵活性较低，满足对法式花样有特殊要求的能力低。第②种方法，其特点是，能够满足机床对法式花样的种种特殊要求，针对性强，能够完全保证数控操作设计与NC法式的切合性，缺点是需编写后置处置惩罚的盘算机法式，第一次开发事情量大，需软件开发人员和数控编程人员配合完成。
三、解决方案 由于加工航空结构件使用的数控机床结构多，控制系统多，前置类型多。开发通用后置平台是解决这种情况的最好措施。通用后置平台需要满足以下几点要求：可以识别多种CAD/CAM软件发生的前置法式（如UG，CATIA）。对于差别结构的机床和控制系统，能够输出该机床能够识此外NC代码。
对一些特殊机床，可以满足其对法式运算、法式花样、辅助信息的要求。可扩展性，用户可以凭据自己的需求，界说实现新机床的处置惩罚输出。
可升级性，可凭据实际需求，不停扩展完善焦点处置惩罚模块。现在海内后置处置惩罚法式（尤其是多轴机床）的开发还仅仅处于初始阶段，海内后置处置惩罚法式开发方面还很落伍。
主要依靠外洋有关公司举行开发，价钱昂贵，且只对单一机床或系统举行后置，通用性不强。开发通用后置处置惩罚软件，可以有效的保证NC法式正确性，提高程编人员的后置处置惩罚效率，还可以把加工信息（如图号、工序号、刀具规格、法式加工时间等参数）嵌入NC法式中，增加法式的可读性，淘汰操作人员的人为加工误差。四、后置处置惩罚技术 UG的CLS文件是尺度的APT语言生成的刀位文件（APT是一种自动编程工具（Automatically Programmed Tool）的简称，是对工件、刀具的几何形状及刀具相对于工件的运动等举行界说时所用的一种靠近于英语的符号语言）。
接纳APT语言自动编程时，盘算机（或编程机）取代法式体例人员完成了繁琐的数值盘算事情，并省去了编写法式单的事情量，因而可将编程效率提高数倍到数十倍，同时解决了手工编程中无法解决的许多庞大零件的编程难题。下文着重分析叙述了使用盘算机语言，针对UG软件CLS刀位文件，开发专用后置处置惩罚软件的技术要点息争决方法。4.1 CLS刀位文件 CLS刀位文件是UG生成的前置法式，通过对CLS文件差别后置处置惩罚，可以生成种种机床系统的NC加工法式。
以下是UG的一个尺度CLS刀位文件,现对部门法式段举行解释：TOOL PATH/PLANAR_MILL, TOOL, FLAT20R2注:为刀轨说明，每个CLS头均有这一语句TOOL PATH/PLANAR MILL——刀轨名称,名称为“PLANAR MILL”TOOL，FLAT20R2?——使用刀具，刀具名称为FLAT20R2TLDATA/MILL,20.0000,2.0000,75.0000,1.0000,1.0000注:为刀具说明MILL——表现刀具为立铣刀，其它参数另有 TCUTTER：T型刀; DRILL:钻头等等。为刀具参数，各参数对应下图（D＝20，R1＝2，L＝75，B＝1，A＝1）MSYS/0.0000, 0.0000, 0.0000,1.0000000, 0.0000000,0.0000000, 0.0000000, 1.0000000, 0.0000000注:加工坐标系的说明，不到场后置处置惩罚PAINT/……注:在UG中显示刀轨用，不到场后置处置惩罚RAPID注:举行快速定位，随后会跟一段GOTO语句，后置的NC代码为“G00”。GOTO/70.2739,56.1953,-8.8824,0.5773503,-0.5773503,0.5773503注：定位语句，花样为GOTO/X,Y,Z,I,J,K。
参数说明：空间刀轨坐标点（X,Y,Z）值，以及单元刀轴矢量在X轴的投影I、在Y轴的投影J、在Z轴的投影K。注：当I,J,K值为0，0，1时，机床为三轴加工。当I,J,K为其它值时，机床为四轴或五轴加工。
FEDRAT/MMPM, 250, 0000注：走刀速度CIRCLE/66.1128,52.2324,-13.8804,-0.5773503,0.5773503,-0.5773503,7.0000,0.0600,0.5000,20.0000,2.0000GOTO/63.2551,55.0901,-8.1650注：圆弧定位语句，是由两段组成，第一段指定圆弧起点和圆弧半径等参数。第二段指定圆弧终点。参数说明：花样为CIRCLE/X,Y,Z,I,J,K,R,公差1,公差2,刀具直径,刀具底角(X,Y,Z)=轨迹的起点坐标(I,J,K)=圆弧在空间的矢量坐标(R)=圆弧的半径值(公差1,公差2)=圆弧拟合为线段所使用的公差(刀具直径,刀具底角)=加工圆弧时所使用的刀具参数END-OF-PATH注：走刀竣事 UG另有许多其它语句，如开关冷却液、锁定主轴、延时等等，需在UG中手动输入，平时使用上较少，这里纷歧一累述。4.2 轴加工中摆角的算法 在UG的前置文件中，泛起的最多的语句是“GOTO/X,Y,Z,I,J,K”，后置的主要事情也就是把这段语句转化为机床能够识别NC语句。
这里我在算法上说明晰怎样将I,J,K语句后置为五轴机床的转角A，B，C。机床主轴头AB摆角的五坐标后置处置惩罚 主轴头AB摆角的五坐标数控铣床主要有三种：第1种：B为主摆角，A为副摆角，刀具轴在Z轴上；第2种：A为主摆角，B为副摆角，刀具轴在Z轴上；第3种：A、B摆角，刀具轴在X轴上。见下图： 第1、2种摆角类型在龙门结构和单柱结构的数控机床上均广泛接纳；第3种类型机床主要是卧式结构的机床。
凭据GOTO语句中的数据信息，通过数学推导，可以使用单元刀轴矢量在X、Y、Z轴的投影值I、J、K盘算出A和B的坐标值。如B为主摆角，A为副摆角的，使用IJK推导AB的运算历程如下，见下图。
同理，推导A为主摆角和刀轴在X轴上的刀轴矢量与坐标角度的盘算公式见下表。AC或BC摆角的五坐标后置处置惩罚 带C坐标的机床主要有三种，前两种都是机床主轴头摆动的结构形式，AB或BC，划分见图6和图7。另有一种是主轴头摆动A坐标或B坐标，事情台绕Z轴转动组成C坐标，这种机床后置处置惩罚盘算庞大，且很少使用。
在本文主要分析前两种的后置处置惩罚盘算。凭据GOTO语句中的数据信息，通过数学推导，可以使用I,J,K值盘算出AC或BC的坐标值，推导的公式见下表。
第④、第⑤种机床结构的坐标点盘算公式由于AC或BC摆角的机床同一摆动位置具有坐标值的不唯一性，会造成C坐标插补过大（大于180°）导致铣伤工件，所以必须按一定原则，对AC或BC坐标值举行优化盘算。联合实际情况，选择C坐标插补绝对值最小的优化盘算原则。假定前一段空间点的坐标值为X1、Y1、Z1、A1、C1，按表3公式盘算的坐标角度为A2、C2，则当前段坐标角度值A3、C3按如下逻辑运算。
第一步：C3= Min(ABS((n×(±180°))+C2- C1))，确定n和180°的正负号；第二步：A3=(-1)n×A2 运算竣事，将盘算获得的值写入NC法式中后，将当前段盘算的坐标值X、Y、Z、A3、C3划分赋予X1、Y1、Z1、A1、C1，按上述方法依次优化盘算每一段的坐标值并写入NC法式，直至刀位文件竣事。4.3法向抬刀 在AC或BC摆角的五轴加工中，由于C角有一定的限程，当C坐标一连插补过大时就会造成C向反向旋转。
在加工中C反向旋转，很容易铣伤零件。为相识决这一问题，常用的方法就是接纳法向抬刀算法。法向抬刀指的是当C旋转角渡过大时，机床按当前刀轴偏向退刀，在空中旋转C角，再举行轴向进刀，继续切削加工。
接纳这种算法可以有效的防止机床在零件上举行C轴旋转操作。种种CAM软件提供的通用后置无法做到这一算法，泛起这种情况时，有可能会直接跟一个不合适的C值，造成零件过切。法向退刀的数学公式： 设定前置CLS段为GOTO/X,Y,Z,I,J,K为，设定当前法向抬刀距离为TLPARK。退刀点坐标为：五、竣事语 随着盘算机CAD/CAM技术的生长，专家加工计谋、智能化等数控操作建模技术越来越获得重视，与之相反，在宽大数控工艺编程人员中，掌握后置处置惩罚原理理论的人却越来越少，导致在生产现场处置惩罚NC法式错误的综合能力始终不能获得提高。
数控工艺程编技术人员通过对后置处置惩罚技术，特别是五坐标后置处置惩罚技术的研究，不光可以在提高NC法式的准确性的同时，满足差别企业、差别机床对法式的特殊要求，越发利便数控厂对NC法式的治理，另有助于提高自身的综合技术水平。
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