五坐标联动机床数控程序后置处理方法技术

本发明专利技术公开一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，包括步骤（1）引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同类系统的机床上通用，（2）将机床软件生成的数控程序点反算到编程坐标系中的点位，再将编程坐标系中的点位顺算到其它系统的机床，实现代码在各类系统的机床上通用。解决了传统编程模式程序不能通用的问题，也解决了RPCP&RTCP编程模式和车间工人调试程序传统习惯的矛盾，调试简单、快捷、可靠，杜绝了出错。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于数控加工

技术介绍
对于复杂型面的异形工件例如汽轮机叶片，需要用五坐标联动机床加工，当工件批量很大时，就需要用很多台机床同时加工。对于加工企业来说，要考虑满足加工各种异形工件的需要，有针对性的配置五坐标联动机床，例如西门子系统、FANUC系统、MAZAK系统等，每一系统的机床又有多种结构，不可能配备太多数量的同系统同结构的五坐标联动机床，只好用各种系统、各种结构的五坐标联动机床来加工同一种工件。依照传统的编程模式编写的数控程序，程序坐标不随机床转盘转动，微调程序时，其坐标方向始终与机床坐标一致，操作简便，机床操作员不易出错，这是它的优点，但存在缺点，即数控程序后置处理时，需要将每台机床的几何误差和刀具长度针对每台机床算单独计算，程序没有通用性，既不能在同系统不同结构的机床上通用，更不能在不同系统的机床上通用。也就是说，每台机床都必须单独编程，工艺编程人员的工作量很大。RTCP&RPCP编程模式问世之后，有效地解决了上述问题，用该模式编写的数控加工程序具有通用性，不用更改就可以在不同系统的五坐标联动机床上直接使用。但也带来一个新的问题，即数控程序坐标随机床转盘同步转动，A=O和A=ISO时程序微调方向刚好相反，当A介于0-180之间时，无法单方向微调程序，必须经过三角函数换算，几个坐标同时调整才行，调整效率很低，机床的有效利用时间降低，导致加工成本增高，且机床操作员无法判断调整方向，很容易出错，导致工件报废。
技术实现思路
`本专利技术的目的，是克服上述两种编程模式的缺点，提供一种，用该方法处理的数控程序，既可在同系统相同结构的机床上通用，通过简单调整也可在不同系统、不同结构的机床上通用，程序调整简便、可靠，不会出错，且不受刀具长度限制，更换不同长度的刀具，无需更改程序。具体技术方案是一种，根据工件的特征参数，用编程软件编写机床的数控程序，该程序包括前置程序和后置处理程序，所述后置处理程序的编写步骤是(I)、引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同系统不同结构的机床上通用，详细步骤如下1、建立机床运动链数学模型设刀具上一点在刀具坐标系Oc中、工件坐标系Qw中和机床坐标系Ob中的坐标分别为I^rw和rB,固连在刀具上的两个正交矢量m、n在刀具坐标系、工件坐标系和机床坐标系中的方向余弦分别为(m, mff, mB)和(n。, nw, nB),则根据机床运动链可得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，根据工件的特征参数，用编程软件编写机床的数控程序，该程序包括前置程序和后置处理程序，其特征在于，所述后置处理程序的编写步骤是：（1）、引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同系统不同结构的机床上通用，详细步骤如下：I、建立机床运动链数学模型设刀具上一点在刀具坐标系Oc中、工件坐标系Qw中和机床坐标系Ob中的坐标分别为rc、rW和rB,固连在刀具上的两个正交矢量m、n在刀具坐标系、工件坐标系和机床坐标系中的方向余弦分别为（m，mW，mB）和（nc，nW，nB），则根据机床运动链可得rBmBnB100=MBC·rCmCnC100=Πi=1m+1[P(rCi)·M(nCi,sCi)]·rCmCnC100---(1)rBmBnB100=MBW·rWmWnW100=Πi=1m+1[P(rWi)·M(nWi,sWi)]·rWmWnW100---(2)Πi=1m+1[P(rCi)·M(nCi,sCi)]·rCmCnC100=Πi=1n+1[P(rWi)·M(nWi,sWi)]·rWmWnW100---(3)式中：MBC=Πi=1m+1QCi=Πi=1m+1[P(rCi)·M(nCi,sCi)]MBW=Πi=1n+1QWi=Πi=1n+1[P(rWi)·M(nWi,sWi)]式中：P(rWi)――由坐标系之间的初始位置关系决定的平移变换矩阵；P(rWi)=ErWi01---(4)式中：rWi――坐标系OWi的原点在坐标系OW(j?1)中的位置矢量；M(nWi，SWi)――坐标系OWi随其运动副动构件沿nWi或者绕nWi相对初始位置移动或者转动运动量SWi的变换矩阵，当机床坐标轴为平动轴时，SWi为直线运动位移，M(nWi，SWi)为平动变换矩阵；M(nWi,SWi)=T(nWi,SWi)=EsWinWi01=100sWilWi010sWimWi001sWinWi0001当机床坐标轴为转动轴时，SWi为转角位移，M(nWi，SWi)为旋转变换矩阵；M(nWi,sWi)=T(nWi,sWi)=EsWinWi01=abc0def0ghi00001---(5)式中：a=lWi2+<1-lWi2>cossWib＝lWimWi(1?cossWi)?nWisinsWic＝nWilWi(1?cossWi)+mWisinsWid＝lWimWi(1?cosSWi)+nWisinsWie=mWi2+<1-mWi2>cossWif＝mWinWi(1?cossWi)?lWisinsWig＝nWilWi(1?cosSWi)?mWisinsWih＝mWinWi(1?cosSWi)+lWisinsWii=nWi2+<1-nWi2>cossWiII、引用机床几何参数，将之存入R参数，将刀具与距离刀具最近的一个运动副之间的平移和旋转变换计算写入含R参数的G代码，让机床软件自行计算，按下式计算机床x、y、z三个轴的平动运动量；x=xw?tcr*sin(b)y=?zw*sin(a)?yw*cos(a)z=zw*cos(a)?tcr*cos(b)+yw*sin(a)式中：tcr=L1+L2，L1为机床几何误差尺寸，L2为刀具尺寸；a为机床A旋转轴的旋转角度值；b为机床B旋转轴的旋转角度值；xw、yw、zw分别为前置程序编制软件给出的x、y、z轴到位点坐标；令x1=xwy1=?zw*sin(a)?yw*cos(a)z1=zw*cos(a)+yw*sin(a)（2）、将机床软件生成的数控程序点反算到编程坐标系中的点位，再将编程坐标系中的点位顺算到其它系统的机床，实现代码在各类系统的机床上通用，详细步骤如下：A、按下式将机床的G代码各轴运动量反算到机床软件的编程坐标系下：R5?1*P1*P2*P3*R4*(0?0?0?1)T=(xw?zw?yw?1)T????(6)式中：R代表旋转运动变换矩阵即式5所示矩阵；Xw，yw，zw分别代表编程坐标系各平动轴的点位坐标；B、求解式(6)，得到以机床xf，yf，zf三个平动轴运动量为变量的编程坐标系xw，yw，zw代数式：P14*P15*R16*(0?0?tcr?1)T=P11*R12*(xw?zw...

【技术特征摘要】
1.一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，根据工件的特征参数，用编程软件编写机床的数控程序，该程序包括前置程序和后置处理程序，其特征在于，所述后置处理程序的编写步骤是 (1)、引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同系统不同结构的机床上通用，详细步骤如下1、建立机床运动链数学模型 设刀具上一点在刀具坐标系Oc中、工件坐标系Qw中和机床坐标系Ob中的坐标分别为re,rw和rB，固连在刀具上的两个正交矢量m、n在刀具坐标系、工件坐标系和机床坐标系中的方向余弦分别为(...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟成明，李启元，甘娜，梁鹏，熊凯，
申请(专利权)人：东方电气集团东方汽轮机有限公司，
类型：发明
国别省市：