基于ESPRIT的車銑復(fù)合加工中心后置處理算法研究

范紹平

摘 要：本文是通過對(duì)ESPRIT軟件編制車銑復(fù)合加工中心加工程序，并對(duì)2000TC車銑復(fù)合加工中心后置處理算法做深入研究；并在加工拐臂零件中得到驗(yàn)證，且均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，解決了前拐臂加工中的難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：ESPRI軟件；車銑復(fù)合加工；后置處理算法

中圖分類號(hào)： TH11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）16-161-21 概述

復(fù)合加工是現(xiàn)代機(jī)械加工的發(fā)展方向，而車銑復(fù)合加工在復(fù)合加工領(lǐng)域發(fā)展得最為完善。

本文以DMG CTX Gamma 2000TC車銑復(fù)合加工中心為加工設(shè)備平臺(tái)，以拐臂的加工為實(shí)例，研究ESPRIT軟件編程技術(shù)在五軸車銑復(fù)合加工中心的開發(fā)應(yīng)用。

2 后置處理程序

2.1 后置處理介紹

CAM軟件都是通用型的，不針對(duì)某種機(jī)床后置處理，必須針對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)專門定制。車銑復(fù)合加工中心（以下簡(jiǎn)稱2000TC）屬于第三類，該機(jī)床按照右手直角坐標(biāo)系坐標(biāo)系定義如圖1所示，其中通過C軸回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)，B軸為擺動(dòng)軸，范圍為±120°

2.2 2000TC后置處理算法

2000TC為轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的B、C軸形式的坐標(biāo)軸正交五軸車銑復(fù)合機(jī)床，其中轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)附加與工件繞Z軸旋轉(zhuǎn)的C軸上，其后置處理原理如圖2所示。圖中以向量a代表五坐標(biāo)加工中的刀軸矢量。在標(biāo)準(zhǔn)三坐標(biāo)銑削加工坐標(biāo)系中，刀軸矢量與Z軸重合。對(duì)于五坐標(biāo)機(jī)床則是通過后置處理設(shè)法將刀軸矢量繞坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到與Z軸重合的位置，從而得到旋轉(zhuǎn)角度B、C，然后利用繞指定旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)變換公式，從而最終推導(dǎo)出后置處理公式。對(duì)于2000TC五軸車銑復(fù)合機(jī)床來說，要將刀軸矢量a旋轉(zhuǎn)到與Z軸重合，首先應(yīng)將刀軸矢量a繞Z軸旋轉(zhuǎn)C角，再繞Y軸旋轉(zhuǎn)B角。

工件對(duì)刀點(diǎn)相對(duì)于機(jī)床回轉(zhuǎn)中心的平移變換矩陣為：

式中Xt、Yt、Zt分別代刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。

2.3 后處理加工驗(yàn)證

拐臂外表面為不規(guī)則曲面，無可直接裝夾位置，裝夾定位困難，為此在DMG車銑復(fù)合加工機(jī)床上一次裝夾完成加工，避免多次裝夾。零件加工程序用ESPRIT軟件車銑模塊五軸復(fù)合加工功能進(jìn)行編制。由于程序編制使用的是五軸模塊，在導(dǎo)入機(jī)床時(shí)需將軟件RTCP功能打開，程序坐標(biāo)系改為隨工件旋轉(zhuǎn)，最終所生成的刀具切削路徑如圖3所示：

3 結(jié)語

通過拐臂加工案例，驗(yàn)證了ESPRIT軟件DMG CTX 2000TC車銑復(fù)合加工中心后處理文件的正確性和可靠性，解決了復(fù)雜曲面車銑復(fù)合加工的技術(shù)難題，研究了ESPRIT高級(jí)編程功能模塊，為充分有效利用車銑加工中心奠定了基礎(chǔ)，為相關(guān)車銑加工和CAM應(yīng)用技術(shù)提供有效的技術(shù)支撐。