后置處理中RTCP的應(yīng)用(經(jīng)典干貨)

2021-03-0315:08

前言

后置處理在數(shù)控加工中一直扮演著重要的角色。其定義是相對前置處理來說的。

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

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(jié)構(gòu)形式和不同數(shù)控系統(tǒng)指令格式之間的差別。

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

對于三坐標數(shù)控機床來說后置處理更多的關(guān)注如何生成對應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼。而對五坐標數(shù)控機床，在兼顧指令代碼格式的情況下，更重要的是進行運動坐標的變換。本文研究的內(nèi)容主要針對五坐標數(shù)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題進行研究。所謂跨象限問題是指五坐標加工中刀軸矢量在不同象限之間來回跨越，導(dǎo)致五坐標機床旋轉(zhuǎn)軸不斷的大范圍變化。從而對工件的加工過程產(chǎn)生潛在的威脅( 本文將在節(jié) 1對這一現(xiàn) 象進行詳細的介紹 )。針對這一現(xiàn)象。本文提出利用軟 RTCP功能解決跨象限問題，從而為五坐標數(shù)控機床的后置處理打下了堅實的基礎(chǔ)。

1：后置處理中的跨象限問題；

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

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

轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的 B、C 軸形式的五坐標 數(shù)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(shè)法將向量 a 繞坐標軸旋轉(zhuǎn)到與 Z 軸重合的位置, 從而得到旋轉(zhuǎn)角度 B、C, 在利用繞 指定旋轉(zhuǎn)軸的坐標變換公式, 從而最終推導(dǎo)出后置 處理公式。

對于 B、C 旋轉(zhuǎn)軸的數(shù)控機床來說, 要想將向量 a 旋轉(zhuǎn)到與 Z 軸重合, 首先應(yīng)將向量 a繞 Z 軸旋轉(zhuǎn) C 角, 再繞 Y 軸旋轉(zhuǎn) B 角。觀察圖 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(zhuǎn) C 的坐標變換公式為:

繞 Y軸旋轉(zhuǎn) B 角的坐標變換公式為:

工件原點相對機床旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸的五坐標數(shù)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 實際的工程應(yīng)用中單純應(yīng)用這個公式, 并不能完全的解決所有問題。