后置處理中RTCP的應用(經(jīng)典干貨)

2021-03-0315:08

前言

后置處理在數控加工中一直扮演著(zhù)重要的角色。其定義是相對前置處理來(lái)說(shuō)的。

在數控編程中，一般將定義零件模型到生成刀具軌跡的過(guò)程稱(chēng)為前置處理。

對于不同的工件和不同的加工工藝，前置處理是通用的。

但是前置處理不考慮機床的機械結構形式和不同數控系統指令格式之間的差別。

要想在特定的數控機床上進(jìn)行加工，還需要將前置處理得到的刀位文件轉換成指定數控機床能執行的數控加工程序，這一過(guò)程一般稱(chēng)為后置處理。

對于三坐標數控機床來(lái)說(shuō)后置處理更多的關(guān)注如何生成對應數控系統的指令代碼。而對五坐標數控機床，在兼顧指令代碼格式的情況下，更重要的是進(jìn)行運動(dòng)坐標的變換。本文研究的內容主要針對五坐標數控機床的后置處理。

本文是對五坐標后置處理中的跨象限問(wèn)題進(jìn)行研究。所謂跨象限問(wèn)題是指五坐標加工中刀軸矢量在不同象限之間來(lái)回跨越，導致五坐標機床旋轉軸不斷的大范圍變化。從而對工件的加工過(guò)程產(chǎn)生潛在的威脅( 本文將在節 1對這一現 象進(jìn)行詳細的介紹 )。針對這一現象。本文提出利用軟 RTCP功能解決跨象限問(wèn)題，從而為五坐標數控機床的后置處理打下了堅實(shí)的基礎。

1：后置處理中的跨象限問(wèn)題；

為了介紹 RTCP功能在后置處理中的應用, 首先 要介紹五坐標后置處理中的跨象限問(wèn)題。

由于五坐標數控機床的機械結構形式多種多樣, 為了敘述方便, 本文以旋轉軸為 B、C 軸的數控機床為 研究對象, 并且旋轉軸是附加在工件上的。對于其它 形式的數控機床, 其原理與本文列舉的機床類(lèi)似。

轉臺轉動(dòng)的 B、C 軸形式的五坐標 數控機床后置處理的原理圖如圖 1所示。

圖 1 中向量 a 代表五坐標加工中的刀軸矢量, 后置處理的原理是設法將向量 a 繞坐標軸旋轉到與 Z 軸重合的位置, 從而得到旋轉角度 B、C, 在利用繞 指定旋轉軸的坐標變換公式, 從而最終推導出后置 處理公式。

對于 B、C 旋轉軸的數控機床來(lái)說(shuō), 要想將向量 a 旋轉到與 Z 軸重合, 首先應將向量 a繞 Z 軸旋轉 C 角, 再繞 Y 軸旋轉 B 角。觀(guān)察圖 1, B 角的計算公式為:

式中, i、j和 k 代表刀軸矢量在 X、Y 和 Z 軸方向上的 分量。C 角的計算公式為:

又令繞 Z 軸的旋轉 C 的坐標變換公式為:

繞 Y軸旋轉 B 角的坐標變換公式為:

工件原點(diǎn)相對機床旋轉中心的偏移矩陣為:

式中, g、h 和k 分別代表X、Y和Z 軸方向的偏移值。利用式( 1)、( 2)、( 3)、( 4)和( 5),可以得到BC 旋轉軸的五坐標數控機床后置處理公式為:

式中, XW、YW  和 ZW   分別代表工件坐標系下刀尖點(diǎn)的X、Y 和 Z 坐標值。

雖然式 ( 6)得到了后置處理的計算公式, 可是在 實(shí)際的工程應用中單純應用這個(gè)公式, 并不能完全的解決所有問(wèn)題。