基于ESPRIT的車銑復合加工中心后置處理算法研究

范紹平

摘 要：本文是通過對ESPRIT軟件編制車銑復合加工中心加工程序，并對2000TC車銑復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證，且均達到了設計要求，解決了前拐臂加工中的難點。

關鍵詞：ESPRI軟件；車銑復合加工；后置處理算法

中圖分類號： TH11 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）16-161-21 概述

復合加工是現代機械加工的發展方向，而車銑復合加工在復合加工領域發展得最為完善。

本文以DMG CTX Gamma 2000TC車銑復合加工中心為加工設備平臺，以拐臂的加工為實例，研究ESPRIT軟件編程技術在五軸車銑復合加工中心的開發應用。

2 后置處理程序

2.1 后置處理介紹

CAM軟件都是通用型的，不針對某種機床后置處理，必須針對機床結構和控制系統專門定制。車銑復合加工中心（以下簡稱2000TC）屬于第三類，該機床按照右手直角坐標系坐標系定義如圖1所示，其中通過C軸回轉實現工作臺回轉，B軸為擺動軸，范圍為±120°

2.2 2000TC后置處理算法

2000TC為轉臺轉動的B、C軸形式的坐標軸正交五軸車銑復合機床，其中轉臺轉動附加與工件繞Z軸旋轉的C軸上，其后置處理原理如圖2所示。圖中以向量a代表五坐標加工中的刀軸矢量。在標準三坐標銑削加工坐標系中，刀軸矢量與Z軸重合。對于五坐標機床則是通過后置處理設法將刀軸矢量繞坐標軸旋轉到與Z軸重合的位置，從而得到旋轉角度B、C，然后利用繞指定旋轉軸的坐標變換公式，從而最終推導出后置處理公式。對于2000TC五軸車銑復合機床來說，要將刀軸矢量a旋轉到與Z軸重合，首先應將刀軸矢量a繞Z軸旋轉C角，再繞Y軸旋轉B角。

工件對刀點相對于機床回轉中心的平移變換矩陣為：

式中Xt、Yt、Zt分別代刀尖點在工件坐標系下的坐標值。

2.3 后處理加工驗證

拐臂外表面為不規則曲面，無可直接裝夾位置，裝夾定位困難，為此在DMG車銑復合加工機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合加工功能進行編制。由于程序編制使用的是五軸模塊，在導入機床時需將軟件RTCP功能打開，程序坐標系改為隨工件旋轉，最終所生成的刀具切削路徑如圖3所示：

3 結語

通過拐臂加工案例，驗證了ESPRIT軟件DMG CTX 2000TC車銑復合加工中心后處理文件的正確性和可靠性，解決了復雜曲面車銑復合加工的技術難題，研究了ESPRIT高級編程功能模塊，為充分有效利用車銑加工中心奠定了基礎，為相關車銑加工和CAM應用技術提供有效的技術支撐。