五坐标联动水力切割数控机床后置处理程序的设计与实现

论文摘要

数控自动编程包括前置处理和后置处理两个过程。前置处理是指,采用CAD/CAM系统对加工对象建立三维模型,运用图形交互方法生成刀位文件,并针对加工过程进行仿真和干涉碰撞检查。后置处理是指,根据数控机床的特点及数控系统对数控加工程序格式的要求,把前置处理过程生成的刀位文件转换成数控加工程序。其主要技术内容包括机床运动学建模与求解、机床结构误差补偿、机床非线性运动误差校核修正、机床运动平稳性校核修正、进给速度校核修正及代码转换等。后置处理是CAD/CAM集成系统非常重要的组成部分,它直接影响CAD/CAM软件的使用效果。有效的后置处理对于保证加工质量、加工效率和机床可靠运行具有重要作用。本文的主要研究内容如下:1)根据五坐标数控机床两个旋转坐标实现方式的不同,五坐标数控机床可分为双转台式、双摆头式和摆头转台式三种基本类型。针对这三种基本形式,分别进行运动学求解,建立了后置处理中的转角计算和坐标变换的运动学数学模型。2)针对水力切割机床结构的特殊性,在五坐标系统中建立了刀具长度补偿和刀具中心偏置补偿数学模型。3)利用上述三个数学模型,用C++高级语言为水力切割机床开发了专用的后置处理程序,并经过实际加工验证,可以满足加工要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 第一章 绪论
• 1.1 背景及问题提出
• 1.2 研究内容
• 1.3 研究现状及发展趋势
• 1.4 本文组织结构
• 第二章 后置处理介绍
• 2.1 后置处理概念
• 2.2 后置处理地位和作用
• 2.3 后置处理任务
• 2.4 后置处理程序编制方式
• 2.5 机床运动学求解基础知识
• 2.5.1 几个基本概念
• 2.5.2 三维几何变换矩阵
• 2.6 小结
• 第三章 机床运动学求解
• 3.1 五坐标数控机床结构
• 3.2 双转台式五坐标数控机床运动学求解
• 3.2.1 转角的计算
• 3.2.2 X、Y、Z 坐标的计算
• 3.3 双摆头式五坐标数控机床运动学求解
• 3.3.1 转角的计算
• 3.3.2 X、Y、Z 坐标的计算
• 3.4 摆头转台式五坐标数控机床运动学求解
• 3.4.1 转角的计算
• 3.4.2 X、Y、Z 坐标的计算
• 3.5 小结
• 第四章 刀具长度和中心偏置补偿
• 4.1 刀具长度补偿
• 4.2 刀具中心偏置补偿
• 4.3 小结
• 第五章 后置处理程序设计与实现
• 5.1 水力切割机床特点
• 5.2 蓝天NC-110 数控系统特点
• 5.2.1 蓝天数控系统的指令代码
• 5.2.2 蓝天数控系统的数控程序格式
• 5.3 刀位文件格式
• 5.4 功能设计
• 5.5 程序结构
• 5.6 数据结构
• 5.7 函数设计
• 5.8 测试
• 结论
• 参考文献
• 发表文章
• 致谢