[发明专利]一种五轴数控机床数控程序生成方法

说明书

本发明提供了一种五轴数控机床数控程序生成方法，涉及数控技术领域，包括：S1根据刀具的基本参数建立刃线方程；S2根据刃线方程得到刃线上任意一点的位置矢量和方向矢量；S3根据刀位文件定义刀具中心点位置矢量和方向矢量；S4根据数控机床的运动情况依次得到线性轴发生平移运动和/或旋转轴发生旋转运动过程中的变换矩阵；S5根据步骤S3中的刀具中心点位置矢量和方向矢量与变换矩阵计算处理得到机床各轴运动公式；S6根据机床各轴运动公式借助编程软件生成加工程序。大大简化了数控机床的后置处理操作，节约人力成本，且生成的文本文档格式的点坐标文件可以被通用数控系统识别并直接用于加工。

技术领域

本发明涉及数控技术领域，尤其涉及一种五轴数控机床数控程序生成方法。

背景技术

数控机床(Computer numerical control machine tools)是一种装有数控系统的自动化机床，其能够处理具有控制编码或其他符号指令程序，并将其译码后用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。数控系统处理数控装置发出的各种控制信号，以此控制机床运作，按要求将零件自动加工出来。

随着经济的发展，刀具的种类越来越丰富，在很多情况下需要五轴联动的数控机床才能满足加工要求。目前，五轴联动数控机床的型式较多，控制系统可以分为具有RTCP(Rotational Tool Center Point，围绕刀具中心转)功能的数控系统和不带RTCP功能的数控系统。

对于不带RTCP功能的数控机床来说，俗称“假五轴”，在工作过程中，其需要通过手动的方式生成或采用CAM(Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)编程的方式生成的刀位文件，事先规划好刀路，但是该刀位文件不能直接用于加工，在加工之前需要手动进行后置处理，较为繁琐，耗费大量的人力。对于带RTCP功能的机床来说，虽然其能够实现五轴连动的功能，但是这类机床多维国外制造，成本非常昂贵。可见，如何让不带RTCP功能的数控机床真正实现五轴联动成为一个亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供了一种五轴数控机床数控程序生成方法，有效解决了现有“假五轴”数控机床中生成的刀位文件不能直接用于加工的技术问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种五轴数控机床数控程序生成方法，包括三个线性轴和两个旋转轴，所述五轴数控机床数控程序生成方法中包括：

S1根据刀具的基本参数建立刃线方程；

S2根据所述刃线方程得到刃线上任意一点的位置矢量和方向矢量；

S3根据刀位文件定义刀具中心点位置矢量和方向矢量；

S4根据数控机床的运动情况依次得到线性轴发生平移运动和/或旋转轴发生旋转运动过程中的变换矩阵；

S5根据步骤S3中的刀具中心点位置矢量和方向矢量与变换矩阵计算处理得到机床各轴运动公式；

S6根据所述机床各轴运动公式借助编程软件生成加工程序。

进一步优选地，在步骤S2中，采用齐次矩阵表示所述刃线上任意一点的位置矢量和方向矢量；在步骤S3中，采用齐次矩阵表示所述刀具中心点位置矢量和方向矢量。

进一步优选地，在步骤S5中具体包括：

S51依照数控机床的运动顺序将平移运动和/或旋转运动的变换矩阵相乘得到总变换矩阵；

S52根据所述总变换矩阵与刀尖位置矢量和刀尖切向矢量左乘得到可执行的点位坐标文件。

进一步优选地，在步骤S3中，所述数控机床的空间坐标系中具体包括刀具坐标系、刀轴坐标系、工件坐标系以及固定坐标系。