【正文】 得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今最成功的 CAD/CAM軟件 之一。 α角的正負按右手法則確定：右手大拇指指向旋轉(zhuǎn)軸的正向，其余 4個手指的指向即為α 角的 正向。 坐標變換就是根據(jù)機床坐標系特點，對刀位點進行坐標平移、旋轉(zhuǎn)等變換，具體表示為： ? ? ? ????????????????????????????????? 1 d d d 0 c c c0 b b b0 a a a1 zy ZY 321321321321333322221111xXdzcybxaZdzcybxaYdzcybxaX () 坐標平移 平移變換是指立體在 空間 沿 X、 Y、 Z 軸三個方向移動一個位置，而立體本身的大小和形狀并不改變，齊次交換矩陣為： ?????????????1 0 1 0 00 0 0 00 0 0 1321 dddT () 空間一點 (x， y， z)在 X、 Y、 Z軸三個方向的平移量分別為 dl、 d d3，其平移變化結(jié)果為： ? ? ? ? ? ?? ?321321 1 0 1 0 00 0 0 00 0 0 11 1 dzdydx dddzyxTzyxZYX???????????????????? () 比例變換 所謂三維比例變換就是將空間立體圖形各個頂點按規(guī)定的比例放大或者縮小，齊次變換矩陣為： 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設計 7 ????????????? 1 0 0 00 0 00 0 00 0 0 321 cbaT () 如果 X、 Y、 Z軸縮放的比例相同，即為????????????? 1 0 0 00 0 00 0 00 0 0 sssT （其中 s=a1=b2=c3）。其軸向運動一般有兩種基本類型即線性運動和旋轉(zhuǎn)運動。 (3)極限及間隙校驗：要保證機床的工作行程極限不超出，并保證刀具不會切入機床的任何部分，另外要保證刀具的加工軌跡在公差范圍之內(nèi) （ 關耀奇 ,譚加才 ,黃菊生 ， 2021） 。 圖 后置處理流程 The process of Post processing 開始 讀刀位文件 文件結(jié)束 結(jié)束 機床軸運動求解 非線性誤差校核與修正 進給速度校核與修正 格式轉(zhuǎn)化 數(shù)控加工程序 機床特性 數(shù)控系 統(tǒng)特性 Y N 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 6 運動處理部分是后置處理的主要任務，它根據(jù)由刀位數(shù)據(jù)文件中讀入的刀具位置數(shù)據(jù)以及幾何輪廓數(shù)據(jù)進行如下處理，主要工作包括： (1)坐標的變換：在多坐標加工的程序處理過程中 ，就不可避免地要進行轉(zhuǎn)角的計算和坐標的變換工作。后置處理程序的主要任務包括對刀具位置數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及插補處理，以及對后置處理語句的處理。 后置處理程序的輸入數(shù)據(jù)是輸出刀具位置的數(shù)據(jù)、機床描述信息以及控制機床各功能的輔助信息等。 后置處理過程分析 數(shù)控機床的各種運動都是執(zhí)行特定數(shù)控指令的結(jié)果，完成一個零件的數(shù)控加工一般需要連續(xù)執(zhí)行一連串的數(shù)控指令，即數(shù)控程序。后置處理系統(tǒng)分為通用后置處理系統(tǒng)和專用后置處理系統(tǒng)。自動編程的刀具軌跡計算產(chǎn)生的是刀位點文件 (CL文件 )，而不是數(shù)控程序。一般包括以下幾個方面：機床運動變換、程序格式設置、編程方式設置、非線性運動誤差校驗、進給速度校驗等 （曾愛華， 1996） 。 后置處理系統(tǒng)原理 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設計 5 把刀位文件轉(zhuǎn)換成指定數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控程序的過程稱為后置處理(Postproccssing)。通過對后置處理過程的分析，深入的 了解后置處理器在創(chuàng)建過程中的難點與重點，即坐標變換理論。數(shù)控操作參數(shù)設置好之后，控制程序便可以通過后置處理器將 CL文件轉(zhuǎn)換過來。同時 分析數(shù)控系統(tǒng)的編程指令的意義及結(jié)構(gòu)、 Pro/NC的刀位點文件特點及后置處理平臺的功能 。還包括一些輔助代碼如啟動和停止指令。闡述了本論文研究的背景、意義及數(shù)控技術發(fā)展的趨勢，并研究了坐標變換的數(shù)學理論及后置處理開發(fā)過程，為后置處理算法提供理論基礎； (2)分析二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機的工作臺運動特點，設計相應的 PLC 運行控制指令集 。 (5)將轉(zhuǎn)換好的 .tap文件載入到 數(shù)控系統(tǒng) 中進行初步試驗，以便進行后續(xù)的優(yōu) 化與改進。 (4)輸出 Pro/E數(shù)控加工過程中的 CL數(shù)據(jù)文件，再通過后置處理器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)控程序。 (2)詳細 了解總項目所開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng) ，掌握其刀位點數(shù)據(jù)參數(shù)及一些常用的數(shù)控代碼指令的意義。 課題的技術路線及主要研究內(nèi)容 技術路線 在通過大量的資料查閱及解讀之后， 分析 了通用后置處理系統(tǒng)及其實現(xiàn)過程 ，了解了 后置處理開發(fā) 過程中的難點及一些常用參數(shù)的設置問題，從而確定了本課題的技術路線。 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 4 蛋糕裱花的數(shù)控操作關鍵是利用上述開發(fā)出的后置處理器完成從 CL數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成 PLC能夠識別的自動執(zhí)行程序。如 Pro/E野火 、 ，具有采取問答和編程相結(jié)合的方式，幫助用戶定義特殊的后置處理功能， 并能通過 Vericut仿真系統(tǒng)進行干擾檢查， 使用戶具有完成通用和專用后置處理的能力。而通用后置處理系統(tǒng)一般是指后置處理程序功能的通用化，要針對不同的 數(shù)控系統(tǒng)對刀位文件進行后置處理，輸出數(shù)控程序，就需要在其基礎上開發(fā)出相應的專用后置處理程序 （張運泰， 2021） 。而將刀位文件與具體的機床特性文件相結(jié)合，轉(zhuǎn)換 成適合于機床能夠識別的加工程序的過程即為后置處理 。 在數(shù)控技術方面，強調(diào)研究開發(fā)具有自主知識 產(chǎn)權(quán)的技術和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎 （龔榮文， 2021） 。 (1)有了自主研制的 CAD/CAM系統(tǒng)（如北航海爾公司的 CAXAME系統(tǒng) )； (2)可供應集成化、柔性化的制造裝備 (如北京 機電院等開發(fā)的多臺數(shù)控幾床聯(lián)成的局域網(wǎng)，可在服務器上實現(xiàn)加工對象的實體造型，并將加工程序通過網(wǎng)絡，自動地傳送到各臺數(shù)控機床 )； (3)向無圖加工領域邁上了一個新臺階 (某航天研究所已完成整個系統(tǒng)的研究 )； (4)多軸連動的機床已國產(chǎn)化 (常州機床總廠研制的五軸聯(lián)動數(shù)控機床 )； (5)高速加工已開始國產(chǎn)化； (6)并聯(lián)運動機床研究成功。對于三維曲面多坐標數(shù)控加工及其編程技術，劉雄偉等探索了其后置處理的算法，韓向利等對五坐標數(shù)控機床的后置處理算法原理和后置處理配置文件參數(shù)進行了探索和設計 。近年來，國內(nèi)開發(fā)的商品化 CAD/CAM系統(tǒng)中， CAXAME(制造工程師 )是目前應用最廣泛的系統(tǒng)，通過后置處理設置，能解 決常見數(shù)控機床的后置處理問題。程筱勝等對南京航空航天大學的超人 CAD/CAM系統(tǒng)的通用后置處理系統(tǒng)進行了研究，開發(fā)了具有交互式圖形系統(tǒng)用 戶界面的通用后置處理程序。 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設計 3 國內(nèi)的研究動態(tài)及發(fā)展趨勢 多年來，國內(nèi)對后置處理理論與技術也進行了 較為 深入 的 研究，取得了一定的研究成果。 (3)智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢 2l世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型 、自整定等； 為 簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。 新日本工機的五面加工機床采用復合主軸頭，可實現(xiàn)四個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得五面加工和五軸加工可在同一臺機床上 實現(xiàn)，此外，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)五軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制 造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。一般認為，一臺五軸聯(lián)動機床的效率可以等效于兩臺三軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高 速銑削淬硬鋼零件時，五軸聯(lián)動加工可比三軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。m，提高到 l～ ，并且超精密加工精度已開始進入納米級 ()。m提高到 5181。德國 DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達120210r/min和 lg。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。為此日本先端技術研究會將其列為 5大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產(chǎn)工程學會 (CIRP)也將其確定為 21世紀的中心研究方向之一。從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面： (1)高速、高精加工技術及裝備的新趨勢 效率、質(zhì)量是先進制造技術的主體。如日本發(fā)那科公司的 FANUC系統(tǒng)、德國 西門子 公司的 SIEMENS系統(tǒng)、西班牙 發(fā)格 公司的 FACTOR系統(tǒng)、法國 NUM公司的 NUM系統(tǒng)、日本三菱電機公司的 MELDASM3/L3系統(tǒng)及中國上海開通公司的 MTCT系統(tǒng)、中國南京大方公司的 JWK系統(tǒng)等等，數(shù)控廠家不計其數(shù)，型號千差萬別， 各種特定功能的機床也應運而生，這就使得后置處理系統(tǒng)成為了數(shù)控加工技術發(fā)展的 “瓶頸” （ 郭旭偉 ， 2021） 。 1954年，第一臺三坐標數(shù)控銑床研制成功之后，美國麻省理工學院 (MIT)就致力于 NC(NumberControl)程序的計算機化，研制出“程序自動編輯工具” （沈兵， 2021） 。 數(shù)控技術研究與發(fā)展狀況 數(shù)控加工技術涉及數(shù)控機床和數(shù)控編程技術兩方面，數(shù)控編程是目前CAD/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一。由于后置處理系統(tǒng)與具體的數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)有關，因此，一般的 CAD/CAM系統(tǒng)配置了一些后置處理程序供用戶選擇使用 。數(shù)控技術已是一個機械制造企業(yè)技術水平的重要標志，并且成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心和發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略技術，更是衡量一個國家機械制造工業(yè)水平的重要標志 （李愛紅， 2021） 。隨后日本、德國、意大利等國家也先后出現(xiàn)自己的數(shù)控機床，我國也在 1958年就開始數(shù)控的序幕，但發(fā)展步伐不快 （馬海濤， 2021） 。后來，他還利用數(shù)學運算法為空軍成功地示范刀具路徑切削。 NC program 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設計 1 1 緒論 選題的背景 數(shù)控加工技術是為適應復雜外形零件的加工而發(fā)展起來的一種自動化加工技術，它是集機械制造、計算機應用、自動化控制以及自動檢測于一體的綜合性技術。 Pro/E。 關 鍵詞 ： 數(shù)控機床；后置處理； Pro/E；刀位文件； NC 程序 華中農(nóng)業(yè)大學 2021 屆本科畢業(yè)論文 IV The Design on Automatic Programming System of Twoaxis CNC Decorating and Dressing Machine Abstract: Pro/E has its own post processing capabilities, which can finish automatic programming of NC program. The socalled post processing is a procession that cutter location file is transformed into the NC(Numb