90度直角铣头补偿算法入门基础讲解
浏览次数：1508发布日期：2018-10-11
90度直角铣头是一种重要的机床主轴附件，因其能够使刀具轴线与主轴轴线成 90°直角结构，所以通过与多轴加工中心的配合能够增加机床的加工范围。由于90度直角铣头的刀具轴线与主轴轴线位于不同方位，传统五轴数控加工中的刀尖点补偿方式已不再适用于90度直角铣头，因此需探索新的途径来实现90度直角铣头的五轴加工。90度直角铣头应用于五轴加工时，存在控制器参数设置复杂，数控编程难度大，加工过程操作繁琐等问题，严重影响了90度直角铣头的利用率和加工效率，并且存在新技术风险分析不到位，造成质量问题的隐患。
90度直角铣头作为数控机床特殊附件，其装夹方式与常规的刀具存在较大的不同，其在数控机床控制系统中的控制方式、数控程序的编写控制均显著不同，因此，如何将常规CAM软件中生成的各类加工特征的数控加工轨迹数据生成成熟的NC代码数据，简化编程与后处理过程，是数控编程中的一项关键的技术。
在具备RTCP控制的数控系统中，90度直角铣头程序的旋转控制点为刀尖点，当各线性轴和旋转轴同时运动时，能够保证当前的控制点始终为刀具的刀尖点，这种方式可以有效地简化数控程序的编制和现场应用。而角度头刀柄五轴联动也可以分解为回转运动和平移运动。因此，可通过研究将角度头的刀具尖点的数据经相关偏移量的补偿转化，使其符合当前五坐标机床的控制机制。
由于90度直角铣头是由两段直角边构成，目前使用的常规刀具刀尖点线性坐标补偿功能并不适用。90度直角铣头的刀尖点线性坐标补偿算法主要有两种实现方式：
a. 对于没有开放五轴联动功能的加工中心， 可通过编制刀具参考点偏置补偿算法的子程序实现补偿；
b. 对于能够完成五轴联动的加工中心可通过控制器双向刀长补偿法完成补偿。
下面具体阐述刀具参考点偏置补偿法和控制器双向刀长补偿法这两种90度直角铣头的刀尖点线性坐标补偿方法。
90度直角铣头常规加工需要五轴联动（也可不联动）点插补的情况下，对于BC轴的角度的计算，限定角度头安装角度（此处限定在Ｘ轴正方向上），可按常规的五轴后处理算法（针对XYZBC组合）进行处理，并在计算结果的基础上补偿角度头的90°值到已得到的B轴数据中，CAM数控编程按常规五轴编制刀路轨迹，并按点插补处理APT中间文件。
针对某些需要局部坐标系且刀轴方向与局部坐标系Z轴平行的情况（如采用固定循环指令方式加工斜面或侧面孔、采用圆弧指令加工圆弧等特征），可在当前定向方向上通过使用ROT命令实现局部坐标系定义，并将当前特征加工数据经空间变换，转换到局部坐标系下，实现特征加工，90度直角铣头CAM数控编程按常规五轴编制刀路轨迹，并按固定循环、圆弧特征处理APT中间文件。
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