基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法，包括如下步骤：研究鼓型刀五轴侧铣加工复杂曲面半径补偿的基本原理，推导出五轴鼓型刀半径补偿方向和补偿后刀位点矢量计算方程；建立前置刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程；利用五轴鼓型刀半径补偿后刀位点矢量计算方程，推导出五轴鼓型刀半径补偿后刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程；针对BC型五轴机床利用C++语言开发出一套具有五轴鼓型刀半径补偿功能的后置处理软件；利用该后置处理软件生成含有鼓型刀半径补偿宏变量的数控加工程序，根据实际鼓型刀半径尺寸直接修改其宏变量的值来实现五轴鼓型刀半径补偿。该方法能够避免鼓型刀半径尺寸改变后必须返回CAM系统重新计算刀轨和再次进行后置处理的繁琐过程，从而缩短零件总加工时间和提高数控加工程序可重用性，具有较强的实际应用价值。

Radius compensation method of five shaft drum cutter based on BC five axis NC machine tool

The invention discloses a method for processing five axis drum type cutter radius compensation method based on BC type five axis NC machine tool, which comprises the following steps: Study on the basic principle of drum type knife five axis side milling machining of complex surface radius compensation and calculation equation of five axis direction of drum cutter radius compensation and after compensation of cutter location point vector is derived the relationship between the pre established; cutter location data with BC type five axis CNC machine tool axes; using five axis drum type cutter radius compensation after the cutter location vector calculation equation, the relationship between the five axis drum type cutter radius compensation after the cutter location data and BC type five axis CNC machine each axis is derived; according to the BC type of five axis machine tool using C++ language has developed a five axis drum type cutter radius compensation function of post processing software; using the NC machining program of the post processing software to generate a drum type cutter radius compensation of macro variables The radius compensation of the five axis drum type knife is realized by modifying the value of the macro variable directly according to the radius of the actual drum knife. This method can avoid changing the size of drum cutter radius, and then return to CAM system to recalculate the complicated process of tool track and post processing again, so as to shorten the total machining time and improve the reusability of NC machining program, which has a strong practical application value.

【技术实现步骤摘要】
基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法
本专利技术涉及一种五轴数控机床刀具半径补偿方法，尤其涉及一种基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法，属于数控加工领域。
技术介绍
国内外学者已对五轴数控加工中刀具半径补偿技术进行了大量研究，目前已在一些国外商用数控系统中进行了部分应用。总的来说，主要是针对五轴端铣加工时刀具半径补偿进行研究，现有五轴刀具半径补偿功能实现主要有三种途径：现有技术一，数控系统本身具有五轴刀具半径补偿功能，并支持带刀具半径补偿向量的程序段格式，此时数控程序需要提供刀具半径补偿向量。现有技术二，在后处理程序中进行刀具半径补偿，生成刀具半径补偿后的数控程序，这时数控系统不需要提供专门的程序段格式。现有技术三，结合数控系统提供的宏变量和数学运算功能，开发专用的后处理程序，并生成含有刀具半径宏变量的数控程序，直接通过修改数控程序中宏变量的数值来实现五轴刀具半径的补偿，具体参见文献【徐汝锋，陈志同.基于后置处理五轴刀具半径补偿方法[J].机械工程学报.2014,50(13):157-164】和专利【一种基于后置处理五轴刀具半径补偿方法，申请号：CN201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：A、研究鼓型刀五轴侧铣加工复杂曲面半径补偿的基本原理，推导出五轴鼓型刀半径补偿方向和补偿后刀位点矢量计算方程；B、建立前置刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程；C、利用五轴鼓型刀半径补偿后刀位点矢量计算方程，建立五轴鼓型刀半径补偿后刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程；D、针对BC型五轴数控机床利用C++语言开发出一套具有五轴鼓型刀半径补偿功能的后处理软件；E、利用步骤D的后处理软件生成含有鼓型刀半径补偿宏变量的数控加工程序。

【技术特征摘要】
1.一种基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：A、研究鼓型刀五轴侧铣加工复杂曲面半径补偿的基本原理，推导出五轴鼓型刀半径补偿方向和补偿后刀位点矢量计算方程；B、建立前置刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程；C、利用五轴鼓型刀半径补偿后刀位点矢量计算方程，建立五轴鼓型刀半径补偿后刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程；D、针对BC型五轴数控机床利用C++语言开发出一套具有五轴鼓型刀半径补偿功能的后处理软件；E、利用步骤D的后处理软件生成含有鼓型刀半径补偿宏变量的数控加工程序。2.根据权利要求1所述的一种基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法，其特征在于，所述步骤A具体为：(1)在工件坐标系中五轴鼓型刀半径补偿后刀心点O'的位置矢量为rO′＝rO+(Δr-ΔR)·m+Δr·n(1)式中，ΔR和Δr分别代表m和n补偿方向的补偿量，ΔR＝R′-R和Δr＝r′-r，R和R′分别为鼓型刀尺寸变化前后径向最大回转圆半径，r和r′分别为鼓型刀尺寸变化前后鼓型圆弧母线半径，O为刀心点；(2)五轴鼓型刀半径补偿方向矢量为式中，Opos为刀位点，i为刀触点P处刀轴矢量；式中，h为鼓型刀切削刃高度；(3)五轴鼓型刀半径补偿后刀位点Opos的位置矢量式中，3.根据权利要求1所述的一种基于BC型五轴数控机床后处理五轴鼓型刀半径补偿方法，其特征在于，所述步骤B中，根据BC型五轴数控机床具体结构、机床运动链和机床各坐标系之间关系，建立前置刀位数据与BC型五轴数控机床各坐标轴之间的关系方程：(i,j,k,0)T＝R(C)R(B)(0,0,1,0)T(5)式中，T和R分别为平移和旋转运动的齐次变换矩阵：设B轴回转工作台的范围B∈[-120°,0°]，C轴回转工作台的范围C∈[-180°,180°]，则由式(5)可以得到机床回转轴的计算公式：由式(6)可以得到机床各平动轴的计算公式：

【专利技术属性】
技术研发人员：徐汝锋，李勋，郭前建，陈海真，于珊珊，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37