五轴联动加工中心后置处理的编写与验证
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AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理
AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理摘要：数控加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分，它可以高效地完成各种零部件的加工任务，并且具有高精度、高效率的特点。
AC双转台五轴联动数控加工中心可以完成更加复杂的加工任务，在加工完成后还需要进行后置处理，以保证加工零件的质量和精度。
文章以AC双转台五轴联动数控加工中心为研究对象，研究其后置处理的可行性，以期为多轴设备提供有效保障。
关键字：双转台；五轴联动；后置处理前言在数控编程过程中，前置处理指的是刀位的轨迹计算过程。
基于相对运动这一原理，一般在工件坐标系当中来计算刀位的轨迹，无需将机床结构、指令的格式考虑进去，以使前置处理通用化，保证前后置处理能够各自负责相应的任务。
为了读取最终加工程序，就需要对前置处理得到的刀位数据进行转换，形成机床程序代码，这一过程就是后置处理。
在航空领域，AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理起着重要保障作用，本文主要以AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理展开探究。
1后置处理的概述1.1 概念后置处理属于数控加工和CAM系统间的桥梁，其主要任务就是对CAM软件生成的刀位轨迹进行转化，使其成为符合特定数控系统、机床结构的加工程序。
1.2 主要任务五轴联动数控加工中心的后置处理有着重要的任务，主要是结合机床的控制指令格式、运动结构等要求，对于前置处理所生成的刀位数据文件进行转变，使其成为机床各轴的运动数据，然后，依据控制指令的具体格式，将其进行转换，形成数控加工中心的加工程序。
具体而言，可以将后置处理的任务分为几下几点：①机床运动学转换五轴联动数控编程所生成的刀位数据，通常指的是刀具与工件坐标系相对的刀心具体位置、刀轴矢量数据。
在机床的运动转变下，其主要是依据实际运动结构，对刀位文件当中的数据信息进行转换，使其成为不同运动轴上的数据信息。
②非线性运动误差的校验非线性运动误差的校验是在CAM系统计算刀位数据时进行的，这个系统使用离散直线来近似工件轮廓。
摆头转台加工中心五轴联动加工的后置处理与仿真验证
加工编程特点进行分析的基础上， 出其五轴联动加工的后置处理算法。 提 在该算法基础上 ， 利用 Ｖｓａ ｉ ｌ ｕ
Ｃ ＋６０开发 出单 独 的后 置处理程序 ， ＋ ． 将加 工刀轨 的刀位 文件 处理 生成 东芝格 式的 Ｇ代码 文件 。 了验 为 证后 置 处理程序 的正确 性 ， 用数 控仿 真软 件 Ｖ ｒ ｕ ． 立机床 的仿真模 型 ， 利 ｅｉ ｔ ０建 ｃ ７ 对后 置 处理 程序 生成 的 Ｇ代码 文件进行 仿真 。最后 实际加 工 了一个测试 样件 ， 明 了后 置处理程序 的正确性 。 证 关键词 ： 置处理 ； 后 加工 中心 ； 五轴联 动 ； 仿真 【 ｓｒｃ】 ａｅ ｎｔｅａａ ｓ ｔ ｃｕａ ｃａａｔｒｔｓｏ Ｏ ＨＩＡ Ｂ Ｕ １ ａｈｎｎ ｅｔｒ Ａｂｔａｔ Ｂ ｓｄｏ ｎｌ ｉｏ ｒ ｔｒ ｈｒｃ ｉｉ ｈ ｙ ｓｆｓ ｕ ｌ ｅ ｓｃ ｆＴ Ｓ Ｂ Ｔ 一４ｍ ｃｉｉｇｃｎｅ ｏ ａｌ ｒｔ ｉ ￣ｌｎ ｐ ，ｏｔ ｌｙｔｍｏ Ｔ Ｓ Ｂ Ｏ Ｓ９ ｎ 一ｘ ｉｉ ｒｇａ ｍｉ ，ｐ ｓ ｆｔ ｅ ｏａｎ ｔｔ ｇｔ ｅｃｎｒ ｓ Ｏ ＨＩＡＴ Ｓ９９ａｄ５ａｉ ｍｌｎ ｏｒｍ ｎ ａ ｏｔ ｂ － ｔ ｇ ｉｉ ｙ ｏｓ ｅ ｆ ｓ ｌｇｐ ｇ —
吴海兵 陈小 岗 － 许 兆关
（ 淮 阴工学 院 数字化 制造技术 重点建设 实验室 ， 安 ２ ３ ０ ） ’ 淮 ２ ０ ３
（淮 阴工学 院 机械工 程学院 ， 安 ２３ ０ ） 淮 ２０ ３
Ｐｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏ ｎ ｉ ｌｔ ｎ ｏ － ｘｓ ｍａ ｈ ｎｎ ｅ ｔ ｆ ａ ｌ－ｒ ｔ ｔ ｇｔｔ ｇ ｔ ｐ ｓ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｄ ｓ ｍｕａ ｉ ｆ ａ ｉ ｃ ｉｉ ｇ ｃ ｎ ｅｒ ｂ ｅ ｏ ａ ｉ ／ｉｉ ｙ ｅ ａ ｏ ５ ｏｔ ｎ ｌｎ
VERICUT五轴虚拟机床模型的开发及后处理验证
１ ｐｉａｉｎ ｏ ＡＤ／ Ａ ￣ ＡＰ ｐ ｌ ｔ ｆ Ｃ ｃ ｏ ＣＭ Ｃ Ｐ
Ｎ ，无需 在 机 床 上 直 接 操 作 ，快 速 、安 全 、可 靠 ， Ｃ
效 益更 明显 ，五 轴 加 工 中心按 照其 结 构 特 点 的 不 同 可分 为四 大类 ：双摆 头 机 床 、摆 头及 转 台机 床 、垂
： ５ ） ｂ ６
； ｊ
ｒ 加 参 。 冷 ， ’ 堋 磊
Ｃ Ｄ／ Ａ Ｃ Ｐ直甩 Ａ Ｃ Ｍ／ ＡＰ
１ ｐ ｌ ａｉｎ ｏ ＡＤ／ ＡＭ￣ ＡＰ ｐ ｉ ｔ ｆ Ｃ ｃ ｏ Ｃ Ｃ Ｐ
（一１０ 一 ０ ， 一１０ ，视 图 方 向 Ｈ —ＩＯ进 行 观 ７ ， ３０ ５） Ｓ
中心 ，这些 机构 的相互关 系相 当重要 ，不 能出错 。 ３ 。构 建 虚 拟 机床 模 型
图１ 五轴机床外观图
技 术 参 数 表
具 体 的 技 术 参 数
如 附表 。
根据上 述 的五 轴 机 床结 构关 系 就 可 以 构 建 机 床 模型 了 ，具 体步骤 如下 ： （ ） 起始 操 作 选 取 菜 单 中 Ｍｏ ｅ－ ｏ ｐ ｎ ｎ １ ｄｌ ￣Ｃ ｍ ｏ ｅ ｔ
别 、更 正 引起 的碰撞 。
代 了传统 的切 削 实 验 部 件 方 式 ，优 化 数 控 程 序 的 切 削速 度 ，获得 更高 效率 。
一
般的 Ｎ Ｃ仿 真 软件 只 能 模 拟 ２ 、３轴 的数 控 车
床或 加工 中心 ，数 控 系 统 、设 备 型 号 非 常有 限 ，有 些无法 验 证 宏 指 令 ，更 不 用 说 四五 轴 的机 床 了 。而 四五轴 加 工 中 心 有 许 多 种 形 式 ，有 立 式 的 、有 卧式 的 ；有 Ａ Ｂ轴 、Ｂ Ｃ轴 、Ｃ Ａ轴 ；有 的 是 工 作 台 翻 转 、
Ｎ ，无需 在 机 床 上 直 接 操 作 ，快 速 、安 全 、可 靠 ， Ｃ
效 益更 明显 ，五 轴 加 工 中心按 照其 结 构 特 点 的 不 同 可分 为四 大类 ：双摆 头 机 床 、摆 头及 转 台机 床 、垂
： ５ ） ｂ ６
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（一１０ 一 ０ ， 一１０ ，视 图 方 向 Ｈ —ＩＯ进 行 观 ７ ， ３０ ５） Ｓ
中心 ，这些 机构 的相互关 系相 当重要 ，不 能出错 。 ３ 。构 建 虚 拟 机床 模 型
图１ 五轴机床外观图
技 术 参 数 表
具 体 的 技 术 参 数
如 附表 。
根据上 述 的五 轴 机 床结 构关 系 就 可 以 构 建 机 床 模型 了 ，具 体步骤 如下 ： （ ） 起始 操 作 选 取 菜 单 中 Ｍｏ ｅ－ ｏ ｐ ｎ ｎ １ ｄｌ ￣Ｃ ｍ ｏ ｅ ｔ
别 、更 正 引起 的碰撞 。
代 了传统 的切 削 实 验 部 件 方 式 ，优 化 数 控 程 序 的 切 削速 度 ，获得 更高 效率 。
一
般的 Ｎ Ｃ仿 真 软件 只 能 模 拟 ２ 、３轴 的数 控 车
床或 加工 中心 ，数 控 系 统 、设 备 型 号 非 常有 限 ，有 些无法 验 证 宏 指 令 ，更 不 用 说 四五 轴 的机 床 了 。而 四五轴 加 工 中 心 有 许 多 种 形 式 ，有 立 式 的 、有 卧式 的 ；有 Ａ Ｂ轴 、Ｂ Ｃ轴 、Ｃ Ａ轴 ；有 的 是 工 作 台 翻 转 、
五轴数控加工CAM及程序后置验证方法
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ＮＣ ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍ ｉ ｎｇ ｆ ｏ ｒ ５一 ａ ｘｉ ｓ Ｍ Ｃ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｆ ｉ ｎ ｉ ｓ ｈｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ＣＡＭ ａ ｎ ｄ ｆ ｕｌ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎｓ ｉ ｄ ｅ ｒ —
ｅ ａ ｃ ｈ ｈ ｙ ｂ ｒ ｉ ｄ ｈ ｏ ｒ ｉ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｏ ｒ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ５ － ａ ｘｉ ｓ Ｍ Ｃ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ． ｔ ｈｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｄ ｅ ｅ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｍｍａ —
文章编号 ： ｔ Ｏ ０ １ —２ ２ ６ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８— ０ ０ ９ ９— ０ ５
五轴 数 控 加 工 Ｃ Ａ Ｍ及 程 序 后 置验 证 方法
王 准
（ 安徽 工程 大 学 机械 与汽车 工程 学院 ， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 五轴数控加工任务 中， 数控程序的设计 ， 必须从 工艺 系统 角度 ， 通盘考虑并借助 Ｃ Ａ Ｍ 方法才能 完成 ； 而程序代码 的正确 与否， 还 需要 通过后 置验 证手段 ， 才能确定。文章从 制造 系统层 面 ， 以混合 型立 卧五 轴 加工 中心上 ， 各 自加 工两种减速器下箱体零件 为例 ， 全 面研 究并 总结 出五轴数控加 工 中， 利 用计算机辅 助
技术， 完成 从 工 艺 系统 设 计 准 备 到 最 终 数 控 加 工 验 证 工 作 的技 术 原 理 与 方 法 。 这 些 原 理 和 方 法 是 具 备 普 遍 性 和 实用 性 的 ， 可 以被 五 轴 加 工 中心使 用 者借 鉴 ， 以提 高 其 生 产过 程 中 的质 量 、 效 率 与成 本 目标 。 关键 词 ： 五轴加 工数控 程序 ； 工艺 系统 ； 工装设 计 ； 后 置 验 证 中 图分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文献标 识码 ： Ａ
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文章编号 ： ｔ Ｏ ０ １ —２ ２ ６ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８— ０ ０ ９ ９— ０ ５
五轴 数 控 加 工 Ｃ Ａ Ｍ及 程 序 后 置验 证 方法
王 准
（ 安徽 工程 大 学 机械 与汽车 工程 学院 ， 安徽 芜湖 ２ ４ １ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 五轴数控加工任务 中， 数控程序的设计 ， 必须从 工艺 系统 角度 ， 通盘考虑并借助 Ｃ Ａ Ｍ 方法才能 完成 ； 而程序代码 的正确 与否， 还 需要 通过后 置验 证手段 ， 才能确定。文章从 制造 系统层 面 ， 以混合 型立 卧五 轴 加工 中心上 ， 各 自加 工两种减速器下箱体零件 为例 ， 全 面研 究并 总结 出五轴数控加 工 中， 利 用计算机辅 助
技术， 完成 从 工 艺 系统 设 计 准 备 到 最 终 数 控 加 工 验 证 工 作 的技 术 原 理 与 方 法 。 这 些 原 理 和 方 法 是 具 备 普 遍 性 和 实用 性 的 ， 可 以被 五 轴 加 工 中心使 用 者借 鉴 ， 以提 高 其 生 产过 程 中 的质 量 、 效 率 与成 本 目标 。 关键 词 ： 五轴加 工数控 程序 ； 工艺 系统 ； 工装设 计 ； 后 置 验 证 中 图分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文献标 识码 ： Ａ
基于VB BVI00五轴联动加工中心后置处理的研究
ｌｔ ｍ ｇｅｃ ａ ｅ ｏｋｔｍ ｎａｙｉｉｈｒ ｍ ｌｅ ｏｐｅ ｒｅｔａｏｔｙｒ ｌ ａｓｉｉ ｄ｛ ｒ ａｎｔ ｌ ｃｅ ａｕ ｌ， ｓ ａ ｔｃ ｐｅ ｍ ｌ ｐｏ ｃ ｂｕｈｄａ ｉｔｎｍｓｏ ａ ｏ ｉｖ ｖ ｓ ｓ ｌ ｔ ｄｏ ｏ ｔｃ ｘ ｊ ｓ ｕ ｃｒ ｓｎ ｎ
唐 清春 张仁 斌 何 俊 赖玉 活 （广 西工学 院 工程 训练 中心 ， ， 柳州 ５５０ ）（ ４０ ６ 四川 工程职业 技术学 院 机 电系 ， 阳 ６ ８０ ） 德 １００ （柳州市 数控机床 研究所 ， ｓ 柳州 ５ ５０ ） ４ ０７
Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｏ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏｒ ｏｒＢ ０ ５ ａ ｉ ｃ ｉｉｇ ｃ ｎ ｅ ｂ ｓ ｄ Ｏ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｆｐ ｓ ｐ ｏ ｅ ｓ Ｖ１ 一 ｘｓ ｍａ ｈｎ ｎ ｅ ｔ ｒ ａ ｅ ｎ ＶＢ ｆ Ｏ Ｔ Ｎ ｉｇ ｅ ｕ Ｚ Ａ Ｇ Ｒ ｎ ｂｎ， ＥＪ ｎ，Ａ ｕ ｈ ｏ Ａ Ｇ Ｑ ｎ — ｈ ｎ ．Ｈ Ｎ ｅ — ｉ２Ｈ ＩＬ Ｉ － ｕ。 ｕ Ｙ
标系 ， 再将刀位点变化到新 的加工工件坐标系中１ 需要开展的主 ２ １ 。
要工作有以下三个方面 ：
工修改才能执行 ， 影响 了数控设备的使用效率【 为提高 自动编程 ｌ Ｊ 。
效率 ， 充分发挥加工设备优势 ， Ｖ 在 Ｂ语言 的基础上 ， 针对 Ｂ Ｏ ＶＩ０ 双转 台五轴联动加工 中心和配置的 Ｓｅ ｅ ｓ ４ Ｄ数控系统开发 ｉｍ ｎ ０ ８
第 ２期 ２１ ０ ２年 ２月
文 章 编 号 ：０ １ ３９ （ ０２ ０ — ０ ３ ０ １０ — ９ ７２ １ ）２ ０ ７ — ２
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎｅ ｙ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉ ｒ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｅ ｎ ｆ ｃｕｒ ７３
带RTCP功能五轴机床后置处理程序的编制
确定数控加工的方法非常丰富，速度从低速至高速、 工艺变化很多，刀位轨迹变化多。为了良好的经济性，应 根据不同加工件的产品质量要求，选定最优数控加工程 序和经济的加工方法。为了经济、高效地获得高精度的加 工叶片，在运行软件上可以首先用 CAD 三维设计，然后 用 CAM 灵活设计加工方法、确定加工参数、刀具等，进行 刀轨的校核、编辑、优化、模拟仿真，以获得最佳加工刀位 轨迹，通过后处理程序生成加工程序。此次数控机床加工 采用的主要工艺过程如图 2 所示。 3结语
MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP
带 RTCP 功能五轴机床后置处理程序的编制
任锐 1， 张建 1， 张玉芳 2 （1.中船重工集团公司第 713 研究所 郑州 450052；2.UFC 公司，北京 100061）
摘 要：针对不带 RTCP 功能的五轴机床，利用矩阵，计算其空间坐标系旋转后新的坐标值,得出通用公式，进而引出带
收稿日期：2009-03-30
机械工程师 2009 年第 6 期 69
给实际使用带来了很大的麻烦。近期的控制系统新版本
基本上都带有 RTCP 选项功能，优点是坐标变换由控制
器来计算，加工程序可以保持不变，使用中不用总更换程
序。两者计算原理是一样的，所以本文论述五轴机床后置
处理计算的通用数学原理，便于我们在今后的使用中，视
情况来决定是否选用 RTCP 功能。
3 四轴机床后置处理的计算
1 后置处理简介 数控机床的控制系统有许多种，不同的控制系统所
识别的机床语言是不同的。用来控制某台机床走刀的数 控程序必须是该机床所识别的语言。用某种自动编程软 件设置好参数，经过刀具轨迹计算生成刀具位置源文件 （cutter location source file）。不过这种刀具位置源文件是 机床控制系统识别不了的，必须利用某种后置处理文件， 将刀具位置源文件转化为机床控制系统识别的数控程 序。把刀具位置源文件转化为机床控制系统识别的数控
MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真 / 建模 / CAD/ CAM/ CAE/ CAPP
带 RTCP 功能五轴机床后置处理程序的编制
任锐 1， 张建 1， 张玉芳 2 （1.中船重工集团公司第 713 研究所 郑州 450052；2.UFC 公司，北京 100061）
摘 要：针对不带 RTCP 功能的五轴机床，利用矩阵，计算其空间坐标系旋转后新的坐标值,得出通用公式，进而引出带
收稿日期：2009-03-30
机械工程师 2009 年第 6 期 69
给实际使用带来了很大的麻烦。近期的控制系统新版本
基本上都带有 RTCP 选项功能，优点是坐标变换由控制
器来计算，加工程序可以保持不变，使用中不用总更换程
序。两者计算原理是一样的，所以本文论述五轴机床后置
处理计算的通用数学原理，便于我们在今后的使用中，视
情况来决定是否选用 RTCP 功能。
3 四轴机床后置处理的计算
1 后置处理简介 数控机床的控制系统有许多种，不同的控制系统所
识别的机床语言是不同的。用来控制某台机床走刀的数 控程序必须是该机床所识别的语言。用某种自动编程软 件设置好参数，经过刀具轨迹计算生成刀具位置源文件 （cutter location source file）。不过这种刀具位置源文件是 机床控制系统识别不了的，必须利用某种后置处理文件， 将刀具位置源文件转化为机床控制系统识别的数控程 序。把刀具位置源文件转化为机床控制系统识别的数控
基于UGNX的5轴联动高速铣削加工中心后置处理软件的研发
摘要摘要本论文首先从分析刀轨文件和ＮＣ代码的格式入手，找出指令的一一对应关系，弄清诸多从建摸到加工过程中的坐标系统，建立５坐标铣削中心坐标转换数学模型，从而实现从刀轨文件提取信息转化为Ｎｃ代码的算法。
然后利用ＶＢ语言编写出易于操作的功能界面，从而实现了人机对话功能，后置处理软件包括后置处理、工艺系统和仿真三大主要模块，及一些辅助模块。
后置处理模块主要是完成代码的读取及转换和保存；工艺系统是通过对机床刀具，夹具，工件材料，切削参数进行分析，对于不同类型数据之间建立对应关系，使用Ａｃｃｅｓｓ对机床工艺信息建立关系数据库，并通过ＶＢ６．０设计可视化界面，两者之间用ＶＢ６．０中的数据控件进行绑定，运用ＳＱＬ语言实现查询，建成一个提供共享的高速铣削加工中心工艺数据库管理系统，补充了后置处理软件的功能；仿真是通过数控加工仿真软件ＶＥＲｌｃｕＴ５．３，对ＣＬＳＦ文件进行仿真，看其是否产生过切现象，也可以对转化好的ＮＣ文件进行仿真设置。
最后，通过ｗＡＴＥＲｓＯＮ塑料瓶的模具加工实例，先利用ＵＧＮＸ的ＣＡＤ功能，进行实体建模，完成模具造型；再选择机床夹具使其能在加工中心上进行加工；规划其工艺加工方案，确定切削参数，用ＵＧ的ＣＡＭ生成ＣＬＳＦ文件，对ＣＬＳＦ文件进行仿真，通过本软件的后处理之后形成ＮＣ文件。
关键词：后置处理坐标转换工艺数据库仿真ＵＧＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｐａｐｅｒｉｓｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐａｒｔｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｆｏｒｍａｔｏｆＣＬＳＦａｎｄＮＣｓｈｏｕｌｄｂｅａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｏｆｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＣＬＳＦａｎｄＮＣｓｈｏｕｌｄｂｅｓｅｔｕｐ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｔｅｎｄｉｎｇｔｏｏｐｅｒａｔｅｓｈｏｕｌｄｂｅｃｏｍｐｉｌｅｄｂｙＶＢ．Ｉｔｉｓｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｒｅｅｍａｉｎｐａｒｔｓ，ｐｏｓｔ－ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｅｃｈｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｅｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｒｅａｄ，ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ．ａｎｄｓａｖｉｎｇｏｆｔｈｅＣＬＳＦｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎｔｈｅｐｏｓｔ－ｐｒｏｃｅｓｓｐａｒｔ；Ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌ，ｔｈｅｆｉｘｔｕｒｅ，ｔｈｅｍｏｌｄｍａｔｅｒｉａｌ，ａｎｄｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒａｒｅｆｉｒｓｔｌｙａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓａｍｏｎｇｔｈｅｍａ托ｆｏｕｎｄ，ａｔｌａｓｔｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｓｈｏｕｌｄｂｅｂｕｉｌｔｂｙＡｃｃｅｓｓ．Ｔｈｅｄａｔａｂｅｔｗｅｅｎ也ｅＡｃｃｅｓｓａｎｄＶＢｉＳｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｄａｔａｉｎｑｕｉｒｅａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｙＳＱＬｒｕｌｅｏｆＶＢ．Ｓｏｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃｓｄａｔａｂａｓｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｔｔａｃｈｅｄｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｏｓｔ－ｐｒｏｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｈｏｕｌｄｂｅｆｉｎｉｓｈｅｄｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃｓｓｙｓｔｅｍｐａｒｔ．ＴｈｅＣＬＳＦｓｈｏｕｌｄｂｅｅｍｕｌａｔｅｄａｎｄｃｈｅｃｋｅｄｗｈｅｔｈｅｒｏｖｅｒ－ｃｕｔｔｉｎｇｉｓｏｃｃｕｒｒｅｄｂｙＶＥＲＩＣＵＴ５．３，ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｉｎｉｓｈｅｄＮＣｍａｙｂｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄａｎｄｅｍｕｌａｔｅｄ．．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｏｌｄｏｆａｐｌａｓｔｉｃｂｏｔｔｌｅｉｓｍａｄｅ船ａｓａｍｐｌｅ．Ｆｉｒｓｔ．ｉｔｉｓｆｏｒｍｅｄｗｉｔｈＵＧＮＸＣＡＤ．Ｔｈｅｎａｆｉｘｔｕｒｅ，ｔｈｅｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌ，ａｎｄｍｏｌｄｍａｔｅｒｉａｌｓｈｏｕｌｄｂｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｅｌｅｃｔｅｄｆｏｒｔｈｅｍｏｌｄｍａｃｈｉｎｉｎｇｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｃｕｒｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｈｏｕｌｄｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ｔｈｅＣＬＳＦｉｓｅｘｐｏｒｔｅｄｂｙＣＡＭ．ＴｈｅＣＬＳＦｓｈｏｕｌｄｂｅｅｍｕｌａｔｅｄｂｙＶＥＲＩＣＵＴ５．３．ＡｔｌａｓｔｔｈｅＣＬＳＦｐｒｏｇｒａｍｉｓｃｏｎｖｅｒｔｅｄｔｏｔｈｅＮＣｂｙＴＪＰＰｌ．０．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｐｏｓｔ－ｐｒｏｃｅｓｓ，ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｔｅｃｈｎｉｃｓｄａｔａｂａｓｅ，ＵＧⅡ声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成博士／硕士学位论文竺基王卫ｇ盟圣的墨毡珐塾直运继堂４加工生！坠厦量处理筮往丝班筮”ｏ除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
五轴机床分类运动学建模及后置处理验证
数控技术NCTechnology________________________________________ 2019年細 五轴机床分类运动学建模及后置处理验证#
章鸿 (四川信息职业技术学院，四川 广 元 628017)
摘 要 ：针对常见的三大类型正交结构的五轴机床，根据齐次坐标变换和运动链关系，推导建立了双转台
中图分类号:TH16
文 献 标 识 码 :B
DOI：10.19287/ki.1005-2402. 2019. 04. 036
Kinematics modeling and post-processing verification of five-axis machine tool
Z H A N G Hong (Sichuan Vocational College of Information Technology, Guangyuan 628017, C H N )
* 教 育 部 教 育 管 理 信 息 中 心 （JYB- EMIC- 1 5 0 1 1 ) ;四 川 省 教 育 厅 资 助 资 金 （17ZB0387) • 180 •
2 0 1 9 年第4 期
1 机床运动学建模
正 交 类 型 的 五 轴 机 床 主 要 划 分 为 双 转 台 类 型 ，摆
现 代 五 轴 机 床 的 发 展 趋 势 ，除 了 由 运 动 学 方 程 建 立 后 置 处 理 程 序 算 法 ，还 需 要 考 虑 在 后 置 处 理 开 发 过 程 中 旋 转 轴 的 转 角 问 题 ，以 避 免 奇 异 性 [7_1()]。根 据 正 交 结 构 的 五 轴 机 床 的 分 类 ，将 五 轴 机 床 主 要 分 为 三 大 类 ，分别建立其运动学方程，并推导刀位点和刀具矢量 的坐标转换关系。基 于 U G - p o s t 开发 了 后 处 理 程 序 ， 在 U G 环境中生成了刀具路径并完成了仿真，最后在 一 台 型 五 轴 加 工 中 心 上 实 际 加 工 ，验证了运动学 模型及后处理算法程序的正确性。
章鸿 (四川信息职业技术学院，四川 广 元 628017)
摘 要 ：针对常见的三大类型正交结构的五轴机床，根据齐次坐标变换和运动链关系，推导建立了双转台
中图分类号:TH16
文 献 标 识 码 :B
DOI：10.19287/ki.1005-2402. 2019. 04. 036
Kinematics modeling and post-processing verification of five-axis machine tool
Z H A N G Hong (Sichuan Vocational College of Information Technology, Guangyuan 628017, C H N )
* 教 育 部 教 育 管 理 信 息 中 心 （JYB- EMIC- 1 5 0 1 1 ) ;四 川 省 教 育 厅 资 助 资 金 （17ZB0387) • 180 •
2 0 1 9 年第4 期
1 机床运动学建模
正 交 类 型 的 五 轴 机 床 主 要 划 分 为 双 转 台 类 型 ，摆
现 代 五 轴 机 床 的 发 展 趋 势 ，除 了 由 运 动 学 方 程 建 立 后 置 处 理 程 序 算 法 ，还 需 要 考 虑 在 后 置 处 理 开 发 过 程 中 旋 转 轴 的 转 角 问 题 ，以 避 免 奇 异 性 [7_1()]。根 据 正 交 结 构 的 五 轴 机 床 的 分 类 ，将 五 轴 机 床 主 要 分 为 三 大 类 ，分别建立其运动学方程，并推导刀位点和刀具矢量 的坐标转换关系。基 于 U G - p o s t 开发 了 后 处 理 程 序 ， 在 U G 环境中生成了刀具路径并完成了仿真，最后在 一 台 型 五 轴 加 工 中 心 上 实 际 加 工 ，验证了运动学 模型及后处理算法程序的正确性。
摆头转台加工中心五轴联动加工的后置处理与仿真验证_吴海兵
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文章编号：1001-3997（2011）11-0135-03
摆头转台加工中心五轴联动加工的后置
处理与仿真验证 *
吴海兵 1 陈小岗 1 许兆美 2 （1 淮阴工学院 数字化制造技术重点建设实验室，淮安 223003）
（2 淮阴工学院 机械工程学院，淮安 223003）
Postprocessor and simulation of 5-axis machining center of table-rotating/tilting type
比如海德汉 iTNC530 的 M126 指令。机床控制系统没有内置的最
短距离旋转的指令，因此后置处理程序还要能够实现 C 轴最短距 离旋转功能。如上所述，C 轴旋转特性为 EIA（360°绝对），即 C 转角 的正负号定义旋转方向（正号逆时针旋转，符号顺时针旋转），C 转 角的绝对值定义绝对位置。3.2.2 计算出来的 C 角显然只确定了刀
手段。该技术具有技术含量高、精密度高、适于加工复杂曲面的特
点，对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设
图 1 机床照片
备等行业具有重要的意义。
机床控制系统采用东芝 TOSS999 系统，该系统基本与 FAN
采用的 CAM 系统是 UG NX，其拥有通用的后置处理模块。 UC 系统相似。高级五轴控制系统一般都带有 RTCP（即旋转刀具
中图分类号：TH16，TG659 文献标识码：A
1 引言
数控加工的后置处理是指读取由 CAM 系统生成的刀位文 件，从中提取相关的加工信息；并根据指定数控机床的特点及 NC 程序格式要求进行分析、判断和处理；最终生成数控机床能直接 识别的 NC 程序[1]。
CAM 系统在计算刀具轨迹时，假设工件不动，刀具相对于工
五轴数控加工3D刀具补偿及其后置处理方法
五轴数控加工3D刀具补偿及其后置处理方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着制造业技术的不断进步，数控加工技术已经成为制造业中不可或缺的重要环节。
而在数控加工中，五轴数控加工技术由于其能够完成更为复杂、精密的加工工艺，受到了越来越多制造企业的青睐。
在五轴数控加工中，3D刀具补偿是一个至关重要的环节，它能够帮助提高加工质量和效率。
本文将从五轴数控加工3D刀具补偿的基本原理、常用方法以及后置处理方法等方面进行介绍。
一、五轴数控加工3D刀具补偿的基本原理1.1 3D刀具补偿的概念3D刀具补偿是指在数控加工过程中，通过对刀具轨迹进行补偿，使得实际加工轨迹与设计轨迹保持一致，从而达到精确加工的目的。
在五轴数控加工中，由于加工对象通常是复杂曲面或立体结构，因此需要对刀具轨迹进行三维补偿，以确保加工精度。
1.2 刀具轨迹误差的原因在五轴数控加工中，刀具轨迹误差主要受到机床动态响应、刀具偏心、刀具长度变化等因素的影响。
这些因素会导致实际加工轨迹偏离设计轨迹，从而影响加工精度和表面质量。
在实际加工中，通过对刀具轨迹进行3D补偿，可以对刀具偏差、刀具长度变化等进行校正，从而使实际加工轨迹更加接近设计轨迹。
常用的方法包括刀具半径补偿、刀尖补偿、刀具长度补偿等。
刀具半径补偿是指通过对刀具轨迹进行半径方向的补偿，以校正刀具切削半径偏差。
在五轴数控加工中，刀具通常以不同的姿态进行切削，因此需要根据刀具当前姿态对刀具轨迹进行三维补偿。
刀具半径补偿是常用的3D刀具补偿方法之一。
2.2 刀尖补偿在数控编程中，对刀具补偿的参数进行正确设置是保证加工质量的关键。
根据刀具类型、刀具位置、加工轨迹等因素，正确设置刀具补偿参数，可以有效提高加工精度和效率。
通过对刀具轨迹进行优化，可以减小刀具加工轨迹误差，提高加工精度。
在五轴数控加工中，刀具轨迹优化是一种常用的后置处理方法，通过对刀具轨迹进行优化，可以有效提高加工质量。
3.3 加工参数优化在实际加工中，调整加工参数也可以对刀具补偿效果进行优化。
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五轴联动加工中心后置处理的编写与验证Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT五轴联动加工中心后置处理的编写与验证五轴联动加工中心后置处理的编写与验证摘要：本文针对瑞士MIKRON UCP710工作台双摆动式五轴联动加工中心机床的运动原理，以及Heidenhain iTNC430控制系统的特点，阐述运用UG软件中后处理工具——UG POSTBUID 3.4.1，定制适合ucp 710五轴后处理的开发思路，并且通过VERICUT模拟软件进行模拟验证成功。
目前成功开发出来的五轴后处理已在本校实训中心MIKRON UCP710五轴机床中得以全面应用，顺利地完成了各种3～5轴的零件加工。
关键词：五轴加工中心 UG Postbuld VERICUT1、任务的来源2001年冬，本中心购置了一台由瑞士MIKRON品牌的五轴联动加工中心，型号为——UCP710。
如图1所示，此机床为工作台双摆动结构，（俗称：Table—Table双摆台）。
通过X/Y/Z三个线性轴、定轴A轴的摆动和转动轴C轴的转动实现五轴联动加工。
该机床的控制系统是德国的Heidenhai iTNC 430。
目前，后置处理文件是计算机辅助制造软件中CAM与机床控制系统之间沟通的桥梁，是实现多轴加工的关键之一。
同时本中心现配有CAD/CAM软件——UG，为了让UCP710早日投入到教学与生产加工，我们必须解决后置处理的问题。
现在国内多轴机床后置处理程序的开发已慢慢开始发展，但很多的资源还要通过国外进行技术支持。
即使客户选购能够实现多轴加工编程的软件，但还要额外支付昂贵的后置开发费用才能实现软件与机床的“通讯”。
开发通用的编写后置处理工具软件，可以有效地保证NC程序正确性，提高编程人员的后置处理技术以及效率，还可以把零件加工信息（如图号、工序号、刀具规格、程序加工时间等参数）嵌入NC程序中，提高加工的安全性，增加程序的可读性，减少操作人员的人为加工误差。
2、UCP710 post开发的过程目前，常用的后置处理方法主要有以下两种：第一种，利用CAD/CAM软件的通用后置处理模块，定义的运动方式，通过选取/软件提供的机床标准控制系统，定义某一类型或某台的后置处理。
如PowerMILL的PM—post模块，UG的UG POSTBULD模块；第二种，利用VC++计算机语言，按的运动方式和控制系统的编程规范，归纳出计算空间点坐标的数学公式，通过编制专用的后置处理程序并生成可执行文件，定义的后置处理。
在这我们只对第一种方法进行讨论。
首先在做后置前要熟悉机床参数。
1）Mikron UCP710的机床技术参数：X axis 710mmY axis 500mmY axis with tool chenger in switch off position 650mmZ axis 500mmA轴：行程:-30～120C轴转角： -360～+360 连续工作台面： 600×600主轴转速(r／min)： 100～42000rpm功率： 35KW快速进给： 30000(mm/min)图1 UCP710如上图所示在机床结构方面，应注意我们假定工件不动、刀具运动，在此前提下来看A轴和C 轴的摆动，此时符合笛卡尔坐标系(直角坐标系)下的右手定则；而工作台A轴和C轴的实际转动方向是与右手定则相反的。
下来我们启动UG POSTBUID后置处理模块，第一步：新建后置文件，文件名为：ucp710。
确定机床的类型、公/英制、机床的操作系统(如下图所示)第二步：设定轴的极限、轴向定义。
点击设置如下的参数，他们是机床的行程极限与刀轴的矢量。
进入，在这个对话框里设置第四轴（即A轴）参数。
最关键的参数是定义A 轴行程极限。
然后点击指定机床轴与平面的关系，在AC或BC摆角的五轴加工中，由于A角有一定的限程，当A坐标连续插补过大时就会造成A向反向旋转。
在加工中A反向旋转，很容易铣伤零件。
为了解决这一问题，常用的方法就是采用法向抬刀。
如下图选择Retract / Re-Engage第三步：设定程序开始部分、刀轨移动部分、程序结束部分。
1) 进入在start of program程序块里添加程序名、毛坯大小、取消最小角度转动功能与取消TCPM功能。
如下图2)进入在operation Start Sequence程序块里添加刀具、启动M126、TCPM （M128）、公差等，如下图注意：M126是最小角度转动功能M126，它是取消第四轴C轴的液压锁紧，确保联动。
TCPM(Tool Center Point Management刀具中心点管理)指令是多轴后置处理软件简化的基础。
传统意义上的后置处理软件（即不具备TCPM功能），必须输入刀轴的回转中心距(刀轴摆动式)或转台两轴线(转台摆动式)的位置关系，后置处理程序才能完成坐标转换；随着控制系统技术的发展，越来越多的控制系统厂家在其高端产品中都加入了上述坐标转换的功能，如Heidenhain的M128指令就是上述功能。
打开M128，工件的坐标原点可以任意设置，由控制系统计算工件坐标和各转轴轴线的关系，加工准备更为简单方便，还可以在程序中保证刀尖的进给速度恒定。
对于后置处理软件来说，可以略去上述的坐标转换的计算，后置处理软件的开发难度降低，生成的加工程序在同类型设备中具有相对更大的通用性。
要注意的是程序在结束抬刀前与换刀前应用M129即取消TCPM功能。
3）进入设定刀轨移动关系A、编辑X并设定Expression为 $mom_alt_pos(0)编辑Y并设定Expression为 $mom_alt_pos(1)编辑Z并设定Expression为 $mom_alt_pos(2)B、设定如下*注意1：编辑X并设定Expression为 $mom_alt_pos_arc_center(0)编辑Y并设定Expression为 $mom_alt_pos_arc_center(1)编辑Z并设定Expression为 $mom_alt_pos_arc_center(2)注意2：编辑X并设定Expression为 $mom_alt_pos(0)编辑Y并设定Expression为 $mom_alt_pos(1)编辑Z并设定Expression为 $mom_alt_pos(2)C、添加如下语程序注意rap1 Expression为 $mom_alt_pos(0)rap2 Expression为 $mom_alt_pos(1)rap3 Expression为 $mom_alt_pos(2)A Expression为 $mom_out_angle_pos(0)C Expression为 $mom_out_angle_pos(1)4）：设定程序结束前的机床动作，其中包括按顺序排列取消TCPM，关闭切削油，停止主轴转动，Z轴抬到安全的位置以便A C轴回原点。
进5）：设定程序结束最后保存退出，在保存目录下会生成这三个文件分别是：6）：运用UG编写刀具轨迹。
如下图，我们采用多轴加工模块，选择变轴加工方式，然后选择curve/point的驱动方式，并选择Normal to Part 刀轴控制，其他的参数按常用的公共参数设置。
程序编好后选择已经编写好的后置处理（UCP710）如下图所示：按OK后生成NC代码如下：============================================================ Information listing created by : YWMDate : 2007-4-25 11:14:00Current work part : E:\TEXT POST\Node name : ywmacer============================================================0 BEGIN PGM text_post-1 MM1 ; ARQUIVO : E:\TEXT POST\2 ; FEITO POR: YWM4 ; MIKRON: ITNC4305 ; --------------------------------------------------------------6 ; POSPROCESSADOR: E:\WORK\POST\UG\5A\7 ; REVISAO : - DATA: 3/11/068 ; --------------------------------------------------------------9 M12610 ;11 ; ==== OPERACAO: VARIABLE_CONTOUR_COPY - FERR.: T0 R312 ; ==============================================================13 CYCL DEF DATUM SHIFT14 CYCL DEF #115 ;==== TROCA DE FERRAMENTA ====16 L M12917 TOOL CALL 1 Z 10000 DL18 L M319 L Z-60. F MAX M9122 L Z300.23 L M128 F200.20 L A90. C317.624 F MAX24 L Y-18.099 F200. M825 L Z101.211 A87.167 F3000.26 L 102.34 A27 L 103.392 A29 L 105.282 A30 L 106.128 A31 L 106.913 A32 L 107.642 A33 L 108.319 A34 L 109.568 A35 L 110.637 A36 L 111.553 A37 L 112.338 A38 L 113.012 A39 L 114.16 A40 L 114.992 A41 L 115.6 A42 L 116.483 A43 L 117.331 A44 L 118.165 A45 L 118.856 A46 L 119.43 A47 L 119.91 A48 L 120.312 A49 L 120.974 A50 L 121.436 A51 L 122.072 A52 L 122.638 A53 L 123.071 A54 L 123.404 A55 L 123.66 A56 L 123.856 A57 L 124.007 A58 L 124.222 A59 L 124.344 A60 L 124.461 A61 L 124.49 A62 L 124.5 A63 L 124.471 A2.806 C65 L 124.295 A66 L 124.177 A67 L 124.053 A68 L 123.788 A69 L 123.55 A70 L 123.349 A71 L 123.013 A72 L 122.637 A73 L 122.151 A74 L 121.682 A75 L 121.238 A76 L 120.825 A77 L 120.445 A78 L 119.738 A79 L 119.175 A80 L 118.736 A81 L 118.049 A82 L 117.33 A83 L 116.462 A84 L 115.669 A85 L 114.951 A86 L 114.305 A87 L 113.726 A88 L 112.687 A89 L 111.886 A90 L 111.274 A91 L 110.338 A92 L 109.384 A93 L 108.261 A94 L 107.264 A95 L 106.382 A96 L 105.602 A97 L 104.915 A98 L 103.702 A99 L 102.784 A101 L 101.049 A102 L Z100. A90.103 L104 ; ------- ZERAR ANGULOS ---------105 L M129106 L Z-60. F MAX M91107 L A0.0 C0.0 F MAX108 ; ---- Tempo Total de Usinagem: min.109 M30110 END PGM text_post-1 MM最后，能过Vericut反读后处理的代码进行模拟切削运动，从而验证开发出的后置文件是否安全是否合理能否真正投入生产当中。