CN103048947B - 五坐标联动机床数控程序后置处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，包括步骤（1）、引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同类系统的机床上通用，（2）、将机床软件生成的数控程序点反算到编程坐标系中的点位，再将编程坐标系中的点位顺算到其它系统的机床，实现代码在各类系统的机床上通用。解决了传统编程模式程序不能通用的问题，也解决了RPCP&RTCP编程模式和车间工人调试程序传统习惯的矛盾，调试简单、快捷、可靠，杜绝了出错。

Description

五坐标联动机床数控程序后置处理方法

技术领域：

本发明涉及一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，属于数控加工技术领域。

技术背景：

对于复杂型面的异形工件例如汽轮机叶片，需要用五坐标联动机床加工，当工件批量很大时，就需要用很多台机床同时加工。对于加工企业来说，要考虑满足加工各种异形工件的需要，有针对性的配置五坐标联动机床，例如西门子系统、FANUC系统、MAZAK系统等，每一系统的机床又有多种结构，不可能配备太多数量的同系统同结构的五坐标联动机床，只好用各种系统、各种结构的五坐标联动机床来加工同一种工件。

依照传统的编程模式编写的数控程序，程序坐标不随机床转盘转动，微调程序时，其坐标方向始终与机床坐标一致，操作简便，机床操作员不易出错，这是它的优点，但存在缺点，即数控程序后置处理时，需要将每台机床的几何误差和刀具长度针对每台机床算单独计算，程序没有通用性，既不能在同系统不同结构的机床上通用，更不能在不同系统的机床上通用。也就是说，每台机床都必须单独编程，工艺编程人员的工作量很大。

RTCP&RPCP编程模式问世之后，有效地解决了上述问题，用该模式编写的数控加工程序具有通用性，不用更改就可以在不同系统的五坐标联动机床上直接使用。但也带来一个新的问题，即数控程序坐标随机床转盘同步转动，A=0和A=180时程序微调方向刚好相反，当A介于0-180之间时，无法单方向微调程序，必须经过三角函数换算，几个坐标同时调整才行，调整效率很低，机床的有效利用时间降低，导致加工成本增高，且机床操作员无法判断调整方向，很容易出错，导致工件报废。

发明内容：

本发明的目的，是克服上述两种编程模式的缺点，提供一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，用该方法处理的数控程序，既可在同系统相同结构的机床上通用，通过简单调整也可在不同系统、不同结构的机床上通用，程序调整简便、可靠，不会出错，且不受刀具长度限制，更换不同长度的刀具，无需更改程序。具体技术方案是：

一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，根据工件的特征参数，用编程软件编写机床的数控程序，该程序包括前置程序和后置处理程序，所述后置处理程序的编写步骤是：

（1）、引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同系统不同结构的机床上通用，详细步骤如下：

I、建立机床运动链数学模型

设刀具上一点在刀具坐标系Oc中、工件坐标系Qw中和机床坐标系Ob中的坐标分别为r_c、r_W和r_B,固连在刀具上的两个正交矢量m、n在刀具坐标系、工件坐标系和机床坐标系中的方向余弦分别为（m，m_W，m_B）和（n_c，n_W，n_B），则根据机床运动链可得

$\left[\begin{array}{ccc}{r}_B& m_B& n_B\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=M_{\mathrm{BC}}\·\left[\begin{array}{ccc}{r}_C& m_C& n_C\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\Π}}}[P\left(r_{\mathrm{Ci}}\right)\·M(n_{\mathrm{Ci}},s_{\mathrm{Ci}})]\·\left[\begin{array}{ccc}{r}_C& m_C& n_C\\ 1& 0& 0\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\left[\begin{array}{ccc}{r}_B& m_B& n_B\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=M_{\mathrm{BW}}\·\left[\begin{array}{ccc}{r}_W& m_W& n_W\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\Π}}}[P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)\·M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})]\·\left[\begin{array}{ccc}{r}_W& m_W& n_W\\ 1& 0& 0\end{array}\right]---\left(2\right)$

$\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\Π}}}[P\left(r_{\mathrm{Ci}}\right)\·M(n_{\mathrm{Ci}},s_{\mathrm{Ci}})]\·\left[\begin{array}{ccc}{r}_C& m_C& n_C\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Π}}}[P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)\·M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})]\·\left[\begin{array}{ccc}{r}_W& m_W& n_W\\ 1& 0& 0\end{array}\right]---\left(3\right)$

式中： $M_{\mathrm{BC}}=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\Π}}}{Q}_{\mathrm{Ci}}=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\Π}}}[P\left(r_{\mathrm{Ci}}\right)\·M(n_{\mathrm{Ci}},s_{\mathrm{Ci}})]$

$M_{\mathrm{BW}}=\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Π}}}{Q}_{\mathrm{Wi}}=\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\Π}}}[P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)\·M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})]$

式中：P(r_Wi)――由坐标系之间的初始位置关系决定的平移变换矩阵；

$P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)=\left[\begin{array}{cc}E& r_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1\end{array}\right]---\left(4\right)$

式中：r_Wi――坐标系O_Wi的原点在坐标系O_W(j-1)中的位置矢量；

M(n_Wi，S_Wi)――坐标系O_Wi随其运动副动构件沿n_Wi或者绕n_Wi相对初始位置移动或者转动运动量S_Wi的变换矩阵，当机床坐标轴为平动轴时，S_Wi为直线运动位移，M(n_Wi，S_Wi)为平动变换矩阵；

$M(n_{\mathrm{Wi}},S_{\mathrm{Wi}})=T(n_{\mathrm{Wi}},S_{\mathrm{Wi}})=\left[\begin{array}{cc}E& s_{\mathrm{Wi}}{n}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& s_{\mathrm{Wi}}{l}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1& 0& s_{\mathrm{Wi}}{m}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 0& 1& s_{\mathrm{Wi}}{n}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

当机床坐标轴为转动轴时，S_Wi为转角位移，M(n_Wi，S_Wi)为旋转变换矩阵；

$M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})=T(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})=\left[\begin{array}{cc}E& s_{\mathrm{Wi}}{n}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}a& b& c& 0\\ d& e& f& 0\\ g& h& i& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(5\right)$

式中： $a=l_{\mathrm{Wi}}^2+<1-l_{\mathrm{Wi}}^2>{\cos s}_{\mathrm{Wi}}$

b＝l_Wim_Wi(1-coss_Wi)-n_Wisins_Wi

c＝n_Wil_Wi(1-coss_Wi)+m_Wisins_Wi

d＝l_Wim_Wi(1-cosS_Wi)+n_Wisins_Wi

$e=m_{\mathrm{Wi}}^2+<1-m_{\mathrm{Wi}}^2>{\cos s}_{\mathrm{Wi}}$

f＝m_Win_Wi(1-coss_Wi)-l_Wisins_Wi

g＝n_Wil_Wi(1-cosS_Wi)-m_Wisins_Wi

h＝m_Win_Wi(1-cosS_Wi)+l_Wisins_Wi

$i=n_{\mathrm{Wi}}^2+<1-n_{\mathrm{Wi}}^2>{\cos s}_{\mathrm{Wi}}$

II、引用机床几何参数，将之存入R参数，将刀具与距离刀具最近的一个运动副之间的平移和旋转变换计算写入含R参数的G代码，让机床软件自行计算，按下式计算机床x、y、z三个轴的平动运动量；

x=xw-tcr*sin(b)

y=-zw*sin(a)-yw*cos(a)

z=zw*cos(a)-tcr*cos(b)+yw*sin(a)

式中：tcr=L1+L2，L1为机床几何误差尺寸，L2为刀具尺寸；

a为机床A旋转轴的旋转角度值；

b为机床B旋转轴的旋转角度值；

xw、yw、zw分别为前置程序编制软件给出的x、y、z轴到位点坐标；

令x1=xw

y1=-zw*sin(a)-yw*cos(a)

z1=zw*cos(a)+yw*sin(a)

（2）、将机床软件生成的数控程序点反算到编程坐标系中的点位，再将编程坐标系中的点位顺算到其它系统的机床，实现代码在各类系统的机床上通用，详细步骤如下：

A、按下式将机床的G代码各轴运动量反算到机床软件的编程坐标系下：

R5^-1*P1*P2*P3*R4*(0001)^T=(xwzwyw1)^T(6)

式中：R代表旋转运动变换矩阵即式5所示矩阵；

Xw，yw，zw分别代表编程坐标系各平动轴的点位坐标；

B、求解式(6)，得到以机床xf，yf，zf三个平动轴运动量为变量的编程坐标系xw，yw，zw代数式：

P14*P15*R16*(00tcr1)^T=P11*R12*(xwzwyw1)T(7)

式中：P代表平动变换矩阵即式4所示矩阵；

R代表旋转运动变换矩阵即式5所示矩阵；

后面的数字代表运动副在运动链中的编号顺序；

C、将式6求解结果代入式7的求解结果，得到机床三个平动轴的运动量，即用于该机床G代码中的X,Y，Z值。

作为优选，所述用于编程的机床是E580系统的法拉利A176结构机床。

作为优选，所述前置程序用cam软件或TS软件编写。

作为优选，所述后置处理程序设置分层加工参数，可通过调整刀长来调整加工余量，编制有循环指令程序，将工件的加工量分成N层加工。

本发明的有益效果：

以上方法解决了传统编程模式程序不能通用的问题，用本方法编写的数控程序，在相同结构相同系统的机床完全通用，不需要重新后置处理，不同结构不同系统的机床只需要进行简单的计算即可使用，不需要更改前置数据文件，由编程软件生成的G代码通过换算转换到西门子系统、FANUC系统和MAZAK系统的不同结构机床，如专门加工叶片的力西提XL2000机床、MAZAK车铣复合加工中心、徳玛吉CTX1250等。刀具不需要固定的长度，随时可以更换，大大提高编程和调试效率，解放了程序编制人员，使编程人员将跟多的精力投入到优化刀路和切削方案上，很大程度上调和了生产需求和生产力的矛盾。还可以编制一段程序通过改变刀具长度来起到分层加工的效果；可以通过F值乘以一个系数整体调整加工速度。

本方法也解决了RPCP&RTCP编程模式和车间工人调试程序传统习惯的矛盾，调试简单、快捷、可靠，杜绝了出错。

附图说明：

图1是本发明的编程流程图

图2是机床几何误差示意图

图2中，L1为机床几何尺寸误差，L2为刀具长度

图3是本发明一个实施例的两种机床运动链对照图

具体实施方式：

数控机床的实质就是通过数控系统控制机床各个运动轴的运动来实现工件与刀具之间的相对运动，从而完成切削加工的一个空间机构，数控机床机构运动学建模与求解是实现机床运动控制的基础，如在数控编程后置处理、加工精度控制、进给速度控制和机床几何误差补偿中都必须用到机床的运动学模型。利用通用机床结构运动学模型及其求解方法，即可实现机床运动求解。

本方法的流程参见图1，发明点有如下两点：

1、采用数控程序引用机床几何误差补偿参数的方法实现代码在同类系统的机床上通用。

运用R参数将“刀具－机架”运动链的最后一个运动副――即刀具和主轴运动副的求解式写到G代码里面，让数控机床自行计算。

即将图2所示L1+L2所引起的误差按运动学算法补偿入代码，使机床自己计算。如：

N8R90=$MC_TRAFO5_BASE_TOOL_1[2]

；引用机床几何参数，$MC_TRAFO5_BASE_TOOL_1[2]系统变量里面存储的即为图2所示L1.

N9R80=R90+?

；自定义输入刀长，?代表图2所示L2，即R80=L1+L2。

N14G54

G0X=625.576+R80*Sin(0.000)Y24.984Z=117.989

+R80*Cos(0.000)A=DC(272.0000)B=0.000

;根据机构运动模型由代码引入R80（R80=L1+L2）计算补偿。

这样就使得工件编程坐标始终和机床坐标一致，并且程序通用（R90参数引用的$MC_TRAFO5_BASE_TOOL_1[2]系统变量中存储每台机床的几何误差L1），刀具长度变化时只需要在程序里面更改?代表的值即可，不用再重新计算程序。调试程序方便且效率较高。

设置分层加工参数R60，通过调整刀长来调整加工余量。甚至可以编制循环指令，编制一段程序，分成N层加工。

2、将TS软件生成的适合法拉利机床E580系统的数控程序点反算到编程坐标系中的点位，再将编程坐标系中的点位顺算到其余机床，机床结构不同，算法不同。实现代码在不同系统、不同结构的机床上通用。

下面以一个实例进行详细说明。

据刚体运动学，要完全确定刚体在三维空间的位置和姿态，需要确定固连于刚体上的一个点及两个正交矢量的坐标和方向余弦。为了表示和计算刀具相对工件的加工运动，即任意加工瞬时刀具在工件坐标系中位置和姿态，用固连与刀具上的一点和两个正交矢量在工件坐标系中的坐标和方向余弦来表示。设刀具上一点在刀具坐标系Oc中、工件坐标系Qw中和机床坐标系Ob中的坐标分别为r_c、r_W和r_B,固连在刀具上的两个正交矢量m、n在刀具坐标系、工件坐标系和机床坐标系中的方向余弦分别为（m，m_W，m_B）和（n_c，n_W，n_B)，则根据上面建立的机床运动链可得

$\left[\begin{array}{ccc}{r}_B& m_B& n_B\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=M_{\mathrm{BC}}\&CenterDot;\left[\begin{array}{ccc}{r}_C& m_C& n_C\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\&Pi;}}}[P\left(r_{\mathrm{Ci}}\right)\&CenterDot;M(n_{\mathrm{Ci}},s_{\mathrm{Ci}})]\&CenterDot;\left[\begin{array}{ccc}{r}_C& m_C& n_C\\ 1& 0& 0\end{array}\right]---\left(1\right)$

$\left[\begin{array}{ccc}{r}_B& m_B& n_B\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=M_{\mathrm{BW}}\&CenterDot;\left[\begin{array}{ccc}{r}_W& m_W& n_W\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\&Pi;}}}[P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)\&CenterDot;M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})]\&CenterDot;\left[\begin{array}{ccc}{r}_W& m_W& n_W\\ 1& 0& 0\end{array}\right]---\left(2\right)$

有

$\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\&Pi;}}}[P\left(r_{\mathrm{Ci}}\right)\&CenterDot;M(n_{\mathrm{Ci}},s_{\mathrm{Ci}})]\&CenterDot;\left[\begin{array}{ccc}{r}_C& m_C& n_C\\ 1& 0& 0\end{array}\right]=\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\&Pi;}}}[P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)\&CenterDot;M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})]\&CenterDot;\left[\begin{array}{ccc}{r}_W& m_W& n_W\\ 1& 0& 0\end{array}\right]---\left(3\right)$

式中

$M_{\mathrm{BC}}=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\&Pi;}}}{Q}_{\mathrm{Ci}}=\underset{i=1}{\overset{m+1}{\mathrm{\&Pi;}}}[P\left(r_{\mathrm{Ci}}\right)\&CenterDot;M(n_{\mathrm{Ci}},s_{\mathrm{Ci}})]$

$M_{\mathrm{BW}}=\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\&Pi;}}}{Q}_{\mathrm{Wi}}=\underset{i=1}{\overset{n+1}{\mathrm{\&Pi;}}}[P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)\&CenterDot;M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})]$

式中P(r_Wi)――由坐标系之间的初始位置关系决定的平移变换矩阵

$P\left(r_{\mathrm{Wi}}\right)=\left[\begin{array}{cc}E& r_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1\end{array}\right]---\left(4\right)$

式中r_Wi――坐标系O_Wi的原点在坐标系O_W(j-1)中的位置矢量

M(n_Wi，S_Wi)――坐标系O_Wi随其运动副动构件沿n_Wi或者绕n_Wi相对初始位置移动或者转动运动量S_Wi的变换矩阵，当机床坐标轴为平动轴时，S_Wi为直线运动位移，M(n_Wi，S_Wi)为平动变换矩阵

$M(n_{\mathrm{Wi}},S_{\mathrm{Wi}})=T(n_{\mathrm{Wi}},S_{\mathrm{Wi}})=\left[\begin{array}{cc}E& s_{\mathrm{Wi}}{n}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}1& 0& 0& s_{\mathrm{Wi}}{l}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1& 0& s_{\mathrm{Wi}}{m}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 0& 1& s_{\mathrm{Wi}}{n}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

当机床坐标轴为转动轴时，S_Wi为转角位移，M(n_Wi，S_Wi)为旋转变换矩阵

$M(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})=T(n_{\mathrm{Wi}},s_{\mathrm{Wi}})=\left[\begin{array}{cc}E& s_{\mathrm{Wi}}{n}_{\mathrm{Wi}}\\ 0& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}a& b& c& 0\\ d& e& f& 0\\ g& h& i& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]---\left(5\right)$

$a=l_{\mathrm{Wi}}^2+<1-l_{\mathrm{Wi}}^2>\mathrm{co}{\mathrm{ss}}_{\mathrm{Wi}}$

b＝l_Wim_Wi(1-coss_Wi)-n_Wisins_Wi

c＝n_Wil_Wi(1-coss_Wi)+m_Wisins_Wi

d＝l_Wim_Wi(1-cosS_Wi)+n_Wisins_Wi

$e=m_{\mathrm{Wi}}^2+<1-m_{\mathrm{Wi}}^2>\mathrm{co}{\mathrm{ss}}_{\mathrm{Wi}}$

f＝m_Win_Wi(1-coss_Wi)-l_Wisins_Wi

g＝n_Wil_Wi(1-cosS_Wi)-m_Wisins_Wi

h＝m_Win_Wi(1-cosS_Wi)+l_Wisins_Wi

$i=n_{\mathrm{Wi}}^2+<1-n_{\mathrm{Wi}}^2>\mathrm{co}{\mathrm{ss}}_{\mathrm{Wi}}$

引用机床几何参数，将之存入R参数，将刀具与距离刀具最近的一个运动副之间的平移和旋转变换计算写入含R参数的G代码。即后置处理计算只算到刀具主轴所在的旋转轴节点，剩下节点（刀具主轴旋转轴到尖节点）由数控机床执行含三角函数的代码完成。假设机床结构为head-table型，假设此机床的旋转轴为A、B轴，可按上面通用公式解出机床旋转角度量a，b值。再设xw、yw、zw分别为前置cam软件给出的到位点坐标，x、y、z分别为机床x、y、z三个轴的平动运动量，则有:

x=xw-tcr*sin(b)

y=-zw*sin(a)-yw*cos(a)

z=zw*cos(a)-tcr*cos(b)+yw*sin(a)

式中tcr＝L1+L2，L1、L2为图2中所示机床和刀具尺寸

令x1=xw

y1=-zw*sin(a)-yw*cos(a)

z1=zw*cos(a)+yw*sin(a)

具体代码如下：

N8R90=$MC_TRAFO5_BASE_TOOL_1[2]

；引用机床摆臂长度，即L1＝R90=$MCTRAFO5BASETOOL1[2]

R60=10

LABEL1:

N9R80=R90+?

；自定义输入刀长，?＝L2，工人在加工时根据测量所得刀长自己在程序里面输入。

N11R80=R80+R60

;刀具长度分层加工参数，走到这一句，相当于R80=tcr+R60，通过调整R60来调整加 工余量

N12R50=1

;进给量系数，可以随时更改此值按比例缩放进给速度。

N13;*****************************************

N26X=x1+R80*Sin(b)Y=y1Z=z1+R80*Cos(b)A=DC(a)B=bF=2507.345*R50

；如此代码，可以通用，不受刀具长度和机床几何误差的影响。

R90=R60-1

IFR90<=0GOTOFLABEL2

ENDIF

GOTOBLABEL1

LABEL2:

M30

;编制循环累加或累减，循环利用程序去余量。

以TS软件生成的适用于法拉利A176结构机床E580系统的G代码数据点位换算到北京机电院公司的XKH800结构机床西门子系统适用的G代码。以此为例子说明计算方法。

A175机床和XKH800机床运动链结构如图3所示：

R5^-1*P1*P2*P3*R4*(0001)^T=(xwzwyw1)^T(6)

解此方程可将A176机床的G代码各轴运动量反算到TS软件的编程坐标系下，即可求得以A176机床xf，yf，zf三个平动轴运动量为变量的编程坐标系xw，yw，zw代数式。

P14*P15*R16*(00tcr1)^T=P11*R12*(xwzwyw1)^T(7)

解此方程即可求得以xw，yw，zw为变量的XKH800机床x,y，z三个平动轴的运动量。将式6求解结果代入式7的求解结果即可得到最终XKH800机床三个平动轴的运动量，即用于该机床G代码中的X,Y，Z值。式6和式7中的P代表平动变换矩阵即式4所示矩阵，R代表旋转运动变换矩阵即式5所示矩阵。后面的数字代表运动副在运动链中的编号顺序。

至于两旋转轴的转换则更为简单，只需要将A176机床G代码的B值直接赋值给XKH800机床的B值，将A176机床A值与XKH800机床的A值进行极限值调整换算即可，无复杂计算。

其余结构机床的算法类似，根据各个机床的运动结构不一样而不一样，区别在于如何按相应顺序排列矩阵而已，这里不再赘述。

以上仅仅是本发明的一个实例，根据本发明的实质性内容，也可用其它系统、其它结构的机床作为编程机床，编出的程序用本方法处理，同样可以在各类系统、各种结构的机床上通用。

Claims (4)

1.一种五坐标联动机床数控程序后置处理方法，五坐标联动机床通过数控系统控制机床各个运动轴的运动来实现工件与刀具之间的相对运动，从而完成切削加工；根据工件的特征参数，用编程软件编写机床的数控程序，该程序包括前置程序和后置处理程序，其特征在于，所述后置处理程序的编写步骤是：

(1)、引用机床几何误差补偿参数的方法编写数控程序，实现代码在同系统不同结构的机床上通用，详细步骤如下：

I、建立机床运动链数学模型

设刀具上一点在刀具坐标系Oc中、工件坐标系Qw中和机床坐标系Ob中的坐标分别为r_c、r_W和r_B,固连在刀具上的两个正交矢量m、n在刀具坐标系、工件坐标系和机床坐标系中的方向余弦分别为(m_C，m_W，m_B)和(n_c，n_W，n_B)，则根据机床运动链可得

式中：

式中：P(r_Wi)――由坐标系之间的初始位置关系决定的平移变换矩阵；

式中：r_Wi――坐标系O_Wi的原点在坐标系O_W(j-1)中的位置矢量；

M(n_Wi，s_Wi)――坐标系O_Wi随其运动副动构件沿n_Wi或者绕n_Wi相对初始位置移动或者转动运动量s_Wi的变换矩阵，当机床坐标轴为平动轴时，s_Wi为直线运动位移，M(n_Wi，s_Wi)为平动变换矩阵；

当机床坐标轴为转动轴时，s_Wi为转角位移，M(n_Wi，s_Wi)为旋转变换矩阵；

式中：

b＝l_Wim_Wi(1-coss_Wi)-n_Wisins_Wi

c＝n_Wil_Wi(1-coss_Wi)+m_Wisins_Wi

d＝l_Wim_Wi(1-coss_Wi)+n_Wisins_Wi

f＝m_Win_Wi(1-coss_Wi)-l_Wisins_Wi

g＝n_Wil_Wi(1-coss_Wi)-m_Wisins_Wi

II、引用机床几何参数，将之存入R参数，将刀具与距离刀具最近的一个运动副之间的平移和旋转变换计算写入含R参数的G代码，即后置处理计算只算到刀具主轴所在的旋转轴节点，剩下刀具主轴旋转轴到尖节点由数控机床执行含三角函数的代码完成；让机床软件自行计算，按下式计算机床x、y、z三个轴的平动运动量；

x＝xw-tcr*sin(b)

y＝-zw*sin(a)-yw*cos(a)

z＝zw*cos(a)-tcr*cos(b)+yw*sin(a)

式中：tcr＝L1+L2，L1为机床几何误差尺寸，L2为刀具尺寸；

a为机床A旋转轴的旋转角度值；

b为机床B旋转轴的旋转角度值；

xw、yw、zw分别为前置程序编制软件给出的x、y、z轴到位点坐标；

令x1＝xw

y1＝-zw*sin(a)-yw*cos(a)

z1＝zw*cos(a)+yw*sin(a)

(2)、运用R参数将“刀具－机架”运动链的最后一个运动副――即刀具和主轴运动副的求解式写到G代码里面，让数控机床自行计算；将机床软件生成的数控程序点反算到编程坐标系中的点位，再将编程坐标系中的点位顺算到其它系统的机床，实现代码在各类系统的机床上通用，详细步骤如下：

A、按下式将机床的G代码各轴运动量反算到机床软件的编程坐标系下：

R5^-1*P1*P2*P3*R4*(0001)^T＝(xwzwyw1)^T(6)

式中：R代表旋转运动变换矩阵即式5所示矩阵；

xw,yw,zw分别代表编程坐标系各平动轴的点位坐标；

B、求解式6，得到以机床xf,yf,zf三个平动轴运动量为变量的编程坐标系xw,yw,zw代数式：

P14*P15*R16*(00tcr1)^T＝P11*R12*(xwzwyw1)^T(7)

式中：P代表平动变换矩阵即式4所示矩阵；

R代表旋转运动变换矩阵即式5所示矩阵；

后面的数字代表运动副在运动链中的编号顺序；

C、将式6求解结果代入式7的求解结果，得到机床三个平动轴的运动量，即用于该机床G代码中的X,Y,Z值。

2.如权利要求1所述的五坐标联动机床数控程序后置处理方法，其特征在于，所述用于编程的机床是E580系统的法拉利A176结构机床。

3.如权利要求2所述的五坐标联动机床数控程序后置处理方法，其特征在于，所述前置程序用cam软件或TS软件编写。

4.如权利要求2所述的五坐标联动机床数控程序后置处理方法，其特征在于，所述后置处理程序设置分层加工参数，可通过调整刀长来调整加工余量，编制有循环指令程序，将工件的加工量分成N层加工。