[發明專利]基于BC型五軸數控機床后處理五軸鼓型刀半徑補償方法

有效

• 申請號: 201710496372.1
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107748538B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 徐汝鋒;李勛;郭前建;陳海真;于珊珊
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于BC型五軸數控機床后處理五軸鼓型刀半徑補償方法，包括如下步驟：研究鼓型刀五軸側銑加工復雜曲面半徑補償的基本原理，推導出五軸鼓型刀半徑補償方向和補償后刀位點矢量計算方程；建立前置刀位數據與BC型五軸數控機床各坐標軸之間的關系方程；利用五軸鼓型刀半徑補償后刀位點矢量計算方程，推導出五軸鼓型刀半徑補償后刀位數據與BC型五軸數控機床各坐標軸之間的關系方程；針對BC型五軸機床利用C++語言開發出一套具有五軸鼓型刀半徑補償功能的后置處理軟件；利用該后置處理軟件生成含有鼓型刀半徑補償宏變量的數控加工程序，根據實際鼓型刀半徑尺寸直接修改其宏變量的值來實現五軸鼓型刀半徑補償。該方法能夠避免鼓型刀半徑尺寸改變后必須返回CAM系統重新計算刀軌和再次進行后置處理的繁瑣過程，從而縮短零件總加工時間和提高數控加工程序可重用性，具有較強的實際應用價值。

技術領域

本發明涉及一種五軸數控機床刀具半徑補償方法，尤其涉及一種基于BC型五軸數控機床后處理五軸鼓型刀半徑補償方法，屬于數控加工領域。

背景技術

國內外學者已對五軸數控加工中刀具半徑補償技術進行了大量研究，目前已在一些國外商用數控系統中進行了部分應用。總的來說，主要是針對五軸端銑加工時刀具半徑補償進行研究，現有五軸刀具半徑補償功能實現主要有三種途徑：

現有技術一，數控系統本身具有五軸刀具半徑補償功能，并支持帶刀具半徑補償向量的程序段格式，此時數控程序需要提供刀具半徑補償向量。

現有技術二，在后處理程序中進行刀具半徑補償，生成刀具半徑補償后的數控程序，這時數控系統不需要提供專門的程序段格式。

現有技術三，結合數控系統提供的宏變量和數學運算功能，開發專用的后處理程序，并生成含有刀具半徑宏變量的數控程序，直接通過修改數控程序中宏變量的數值來實現五軸刀具半徑的補償，具體參見文獻【徐汝鋒，陳志同.基于后置處理五軸刀具半徑補償方法[J].機械工程學報.2014,50(13):157-164】和專利【一種基于后置處理五軸刀具半徑補償方法，申請號：CN201310440414.1】。

上述現有技術至少存在以下缺點：

現有技術一，需要數控系統具備五軸刀具半徑補償功能，對于不具備五軸半徑補償的數控系統來說，則需要購買相應的軟件包對數控系統進行升級改造，將大幅增加機床的使用成本，從而提高了零件的加工費用。同時，還需要CAM軟件能夠生成帶有補償向量的刀位數據文件，然后利用專用后處理軟件生成帶有刀具半徑補償向量的數控加工程序。

現有技術二，在對刀位數據文件進行后處理時，考慮到刀具半徑補償值，并輸出到數控加工程序中。但當刀具半徑發生變化時，需要再次對原有刀位數據文件進行后處理，進而得到新的半徑補償后數控加工程序。這個過程非常繁瑣，且數控加工程序的可重用性較差，必將大幅增加工藝人員的工作量，以及零件的總加工時間，從而提升零件的制造成本。

現有技術三，主要針對于五軸端銑加工，僅適用于球頭刀、平底刀和環形刀等端銑刀，而對于五軸側銑加工，尤其鼓型刀五軸側銑加工復雜曲面，其補償的基本原理不同，因此其專用的后置處理程序很難適用于五軸鼓型刀側銑加工。

發明內容

為克服現有鼓型刀五軸側銑加工復雜曲面時刀具發生磨損后很難實現在線五軸半徑補償的問題，本發明提供一種基于BC型五軸數控機床后處理五軸鼓型刀半徑補償方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：一種基于BC型五軸數控機床后處理五軸鼓型刀半徑補償方法，包括以下步驟：

A、研究鼓型刀五軸側銑加工復雜曲面半徑補償的基本原理，推導出五軸鼓型刀半徑補償方向和補償后刀位點矢量計算方程；

B、建立前置刀位數據與BC型五軸數控機床各坐標軸之間的關系方程；