CN114518726A

CN114518726A - 一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及数控机床设备

Info

Publication number: CN114518726A
Application number: CN202011312471.8A
Authority: CN
Inventors: 王贵娟; 于鲁萍; 舒钊; 张毅; 马海波; 史凌风; 曲凤新; 李永强; 于岩; 贺东溥; 马冀; 张帆
Original assignee: Aerospace Science and Industry Inertia Technology Co Ltd
Current assignee: Aerospace Science and Industry Inertia Technology Co Ltd
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2040-11-20
Also published as: CN114518726B

Abstract

本文公开了一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及数控机床设备，所述方法包括以下步骤：确定待加工工件基于第一坐标系的第一轨迹坐标，所述第一坐标系基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴确定；将所述第一轨迹坐标通过变换矩阵进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二轨迹坐标，所述变换矩阵基于四轴半数控机床的第四旋转轴的旋转参数确定；将所述第二轨迹坐标按照预设格式保存，以使所述四轴半数控机床能够识别，本文简化了加工坐标和程序控制坐标之间的转化代码，减少了内存，同时能够提高工件的加工效率。

Description

一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及数控机床设备

技术领域

本发明涉及机械加工制造领域，特别涉及一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及数控机床设备。

背景技术

随着高端制造等行业的发展，对一些复杂部件的加工要求越来越高，零件外形及工作型面形状复杂，加工精度高，只有采用多轴数控机床才能完成加工。

实现多轴加工，首先要规划刀具轨迹，使刀具的运动轨迹光滑连续无干涉，一般靠自动编程软件实现，后置处理的主要任务是将CAM软件生成的加工刀位轨迹源文件转换成为特定机床可接受的数控NC代码，目前多轴数控机床后置求解，主要包含手工推导和数值计算这两种方法。手工推导方法不仅过程复杂、容易出错，而且得到的计算公式只能用于特定结构的机床，不具备通用性；数值方法具有通用性，在多个坐标系映射关系中，通过全微分多次迭代的方式求解，映射过程计算量大，同时求解难度比较大，针对四轴半数控机床的后处理开发一般也是借鉴通用的后处理开发方法，因此也会存在求解难度大的问题。

因此，如何解决四轴半数控机床后处理开发求解复杂，存在求解难度大的问题，已成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及数控机床设备，以解决现有技术中针对四轴半数控机床后处理开发求解复杂，存在求解难度大的问题。

为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：

一方面，本文提供一种四轴半数控机床的后处理开发方法，所述方法包括以下步骤：

确定待加工工件基于第一坐标系的第一轨迹坐标，所述第一坐标系基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴确定；

将所述第一轨迹坐标通过变换矩阵进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二轨迹坐标，所述变换矩阵基于四轴半数控机床的第四旋转轴的旋转参数确定；

将所述第二轨迹坐标按照预设格式保存，以使所述四轴半数控机床能够识别。

另一方面，本文还提供一种四轴半数控机床的后处理开发装置，所述装置包括：

第一轨迹坐标确定模块，用于确定待加工工件基于第一坐标系的第一轨迹坐标，所述第一坐标系基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴确定；

第二轨迹坐标计算模块，用于将所述第一轨迹坐标通过变换矩阵进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二轨迹坐标，所述变换矩阵基于四轴半数控机床的第四旋转轴的旋转参数确定；

第二轨迹坐标保存模块，用于将所述第二轨迹坐标按照预设格式保存，以使所述四轴半数控机床能够识别。

第三方面，本文提供一种数控机床设备，所述设备为四轴半数控机床，所述四轴半数控机床包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器，所述处理器执行所述指令时实现上述所述方法的步骤。

采用上述技术方案，本文所述的一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及数控机床设备具有如下有益效果：通过基于四轴半数控机床中固定旋转轴建立坐标系，在第四旋转轴旋转时将加工坐标系与该固定旋转轴确定的坐标系保持一致，能够实现四轴半数控机床加工坐标和程序控制坐标的快速转化，进而通过一次坐标转化就能得到工件的加工坐标值，从而可以简化第四旋转轴和固定旋转轴之间的坐标转化流程，降低了求解的难度。

附图说明

为了更清楚地说明本文的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本文所述的一种四轴半数控机床的后处理开发方法的步骤示意图；

图2本文所述的一种四轴半数控机床的后处理开发方法中第一坐标系建立的步骤示意图；

图3本文所述的一种四轴半数控机床的后处理开发方法中变换矩阵确定的步骤示意图；

图4本文实施例中坐标变换的步骤示意图；

图5本文实施例中坐标转换的原理示意图；

图6本文所述的一种四轴半数控机床的后处理开发装置的结构示意图；

图7本文实施例中四轴半数控机床工作流程示意图；

图8本文实施例中数控机床设备的网络构架示意图。

图中附图标记：

1、后处理开发装置；

11、第一轨迹坐标确定模块；

12、第二轨迹坐标计算模块；

13、第二轨迹坐标保存模块；

802、计算机设备；

804、处理器；

806、存储器；

808、驱动机构；

810、输入/输出模块；

812、输入设备；

814、输出设备；

816、呈现设备；

818、图形用户接口；

820、网络接口；

822、通信链路；

824、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。

需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现有技术中，四轴转台机床中第四旋转轴为完整轴，即旋转角度不受限制，在四轴转台机床的基础上，增加了固定旋转轴，从而构成四轴半数控机床，所述固定旋转轴为旋转角度固定的旋转轴，所述旋转角度指的是旋转轴沿中心轴线方向摆动的角度，也可以理解为，所述固定旋转轴的旋转角度指的是固定旋转轴相对机床底座的转动角度。

鉴于现有技术中，没有针对四轴半数控加工后处理开发，一般都是按照五轴或四轴的开发方法运用到四轴半后处理开发，后处理开发是把刀位源文件中的刀具路径信息转换为机床可识别的数控加工程序，其中所述刀具源文件为APT格式的文本文件，加工机床数控不能识别，在进行工件加工时，用户输入刀具轨迹信息保存在刀具源文件中，通过机床储存的编码文件将刀具源文件数据转换成程序文件，能够被机床识别，从而实现对刀具刀尖点的控制加工工件。

现有的针对四轴或五轴数控机床后处理开发方法中多采用建立模型映射的方式进行多次坐标转化从而实现刀具轨迹坐标的规划，但这种方法计算难度大，存在多解性，在实际程序编程过程中存在较大难度，同时也不利于刀具轨迹的精确计算。

如图1所示，本文实施例提供一种四轴半数控机床的后处理开发方法，能够实现对四轴半数控机床的后处理开发，图1是本文实施例提供的一种四轴半数控机床的后处理开发方法的步骤示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。具体的如图1所示，所述方法可以包括：

S101：确定待加工工件基于第一坐标系的第一轨迹坐标，所述第一坐标系基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴确定；

S103：将所述第一轨迹坐标通过变换矩阵进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二轨迹坐标，所述变换矩阵基于四轴半数控机床的第四旋转轴的旋转参数确定；

S105：将所述第二轨迹坐标按照预设格式保存，以使所述四轴半数控机床能够识别。

本文实施例中，基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴建立参考坐标系，即第一坐标系，在第四旋转轴进行旋转时，通过将代加工工件的初始坐标变换，并通过程序文件进行保存，能够实现待加工工件和刀具位置的相对稳定，从而实现刀具对待加工工件的切削，通过设置参考坐标系进行一次转换就能实现四轴半数控机床的后处理开发，简化了代码文件，进而减少了内存。

在一些实施例中，所述待加工工件为初始的工件，通过刀具对所述初始的工件进行切削，可以得到目标工件，切削可以包括对待加工工件形状的改变。

所述第一坐标系是所述待加工坐标系的三维坐标，可以用于四轴半数控机床内部计算机数控模块对机床、刀具以及待加工工件的定位。

可以理解为，所述固定旋转轴为半轴，旋转角度固定，只是围绕自身轴向转动，在机床上转轴工作时，机床底座处于稳定静止状态，通过固定旋转轴相对机床底座的位置确定所述固定旋转轴的旋转角度能够减少误差，在一些其他实施例中，也可以通过其他方式确定固定旋转轴的旋转角度，比如，可以以固定旋转轴所在平面为平面参考坐标系，通过所述固定旋转轴在所述平面参考坐标系上的角度变化作为所述固定旋转轴的旋转角度。

在本文实施例中，通过确定所述固定旋转轴的旋转角度就可以确定固定旋转轴的方向，所述旋转角度是相对初始位置的变化角度，所述初始位置可以为固定旋转轴工作前的复位位置，作为可选地，所述初始位置为平行机床底座台面的位置。

在实际工作中，需要根据工件的位置和加工的要求预先设计刀具刀尖点或工件的轨迹信息，其中也包括了固定旋转轴的固定位置，将所述固定旋转轴旋转到一定角度即可达到固定位置。

在固定旋转轴的基础上建立第一坐标系，作为可选地，可以以固定旋转轴所在的方向为z轴，以与固定旋转轴垂直的平面为xoy平面，其中x轴和y轴的方向不作限定，在一些其他实施例中，也可以根据右手卡迪尔坐标系准则确定第一坐标系，在本文实施例中，所述xoy平面具体位置不作限定。

在实际工作中，可以在机床计算机数控模块通过预设的逻辑自行设置相应的第一坐标系，所述机床计算机数控模块为机床内部的控制单元，能够保存构建第一坐标系的运行程序，并通过串口与外部上位机连接，从而能够接收外部上位机的指令而工作。

作为可选地，如图2所示，步骤S101中涉及建立第一坐标系的步骤还可以包括：

S201：确定所述固定旋转轴的旋转角度，所述旋转角度是相对初始位置的变化角度；

S203：根据所述旋转角度建立第一坐标系。

通过确定第一坐标系，可以表征刀具刀尖点或待加工工件的第一轨迹坐标，所述第一轨迹坐标指的是刀具轨迹源文件中的刀具刀尖点或加工工件的坐标位置，当用户确定了工件的加工方式和加工需求，通过机床计算机数控模块就能生成相应的坐标信息，该坐标位置为基于固定旋转轴确定的位置，不能直接被机床读取进行加工。

所述第一轨迹坐标为基于所述第一坐标系确定的坐标，所述第一轨迹坐标可以由多个不连续的坐标点组成，也可以是由多个连续的坐标点组成。需要说明的是，所述初始轨迹坐标是作为刀具的加工源文件形式保存，并不能直接被机床读取，其坐标也不能直接反应工件的真实坐标。

在实际工作中，当需要进行工件加工时，可以将目标工件的模型或模型数据输入到机床计算机数控模块中，所述机床计算机数控模块会根据接收到的工件的模型或模型数据生成工件的运行轨迹，即刀具刀尖点或工件的运行轨迹，结合上述确定的第一坐标系即可生成相应的工件的第一轨迹坐标，作为可选地，可以根据轨迹的特征，比如曲线、直线、线段等轨迹形式，确定相应的坐标段，能够减少坐标点的生成，从而提高数据处理的效率，在加工中也会减少轨迹坐标的输出，提高了加工的效率。

本文实施例中，所述第四旋转轴与所述固定旋转轴是相互独立的工作轴，其中工件是固定在第四旋转轴的旋转平面上，所述固定旋转轴作为刀具主轴用来固定并带动刀具做轴向旋转，通过第四旋转轴上旋转平面的旋转带动工件转动，从而实现刀具对工件的切削。

在本文实施例中，所述第四旋转轴的旋转参数可以包括旋转平面、旋转轴、旋转方向和旋转角度范围，其中所述旋转平面可以用于确定工件的位置，旋转轴和旋转方向用来确定工件加工的位置变化特征，所述旋转角度范围则是根据不同的加工要求设置，当所述旋转平面、旋转轴和旋转方向确定后，所述第四旋转轴和所述固定旋转轴的相对位置关系也就确定。

需要说明的是，所述固定旋转轴的轴向和所述第四旋转轴的旋转轴轴向不能在一个方向，即两者不能平行，否则将不能完成对工件的加工。

在本文实施例中，由于工件安装在旋转平面上，所述旋转平面的旋转将导致刀具与工件之间发生位置相对变化，为了保证刀具和工件能保持接触并完成切削，由于刀具是固定在固定旋转轴上，因此需要调整工件的坐标位置，实现工件和刀具实时保持接触状态，通过变换矩阵可以确定工件变化后的新坐标，该新坐标通过程序文件的形式保存下来，能够被机床识别读取，作为可选地，其表达公式为：

X’＝A*X (1)

其中X’为转换后的坐标，X为转换前的坐标，A为变换矩阵。

如图5所示，为本说明书提供坐标变换矩阵的简单示意图，图中示例为二维平面直角坐标系X-Y，取其中坐标点a(x₀,y₀)，当该平面直角坐标系X-Y旋转一定角度θ时，相应地坐标点a(x₀,y₀)的位置和坐标也发生变化，新的坐标点为b(x₁,y₁)，通过获取真实的a(x₀,y₀)和b(x₁,y₁)的坐标值，基于公式(1)和坐标变换矩阵的原理即可得到关于角度θ的变换矩阵。

需要说明的是，图5展示的是二维平面直角坐标系，针对三维空间直角坐标系基于同样的原理可以得到变换矩阵是关于所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度的表达式。

而在本文实施例中，旋转平面的位置是由第四旋转轴的旋转轴方向决定的，即所述旋转轴的轴向方向会直接确定所述刀具和所述工件之间的变化关系，因此在确定第四旋转轴的旋转轴方向的前提下，可以通过试验验证得到针对该旋转轴方向的变换矩阵。

进一步实施例中，如图3所示，步骤S103中涉及变换矩阵确定的方法还可以包括以下步骤：

S401：确定所述第四旋转轴的旋转轴方向；

S403：根据所述第四旋转轴的旋转轴方向，确定坐标变换的第一表达式；

S405：确定所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度；

S407：基于所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度和所述第一表达式，确定所述变换矩阵。

示例性地，根据所述旋转轴的方向可以预设设置多个变换矩阵，在上述第一坐标系确定的情况下，通过验证可以得到变换矩阵为：

当所述第四旋转轴的旋转轴绕X轴旋转时，变换矩阵为：

当所述第四旋转轴的旋转轴绕Y轴旋转时，变换矩阵为：

当所述第四旋转轴的旋转轴绕Z轴旋转时，变换矩阵为：

其中，θ为旋转平面的旋转角度，XYZ轴为第一坐标系的坐标轴，所述坐标轴基于右手卡迪尔坐标系准则建立，所述固定旋转轴的方向不作限定。

需要说明的是，通过第四旋转轴的旋转轴方向确定的变换矩阵是关于旋转平面的旋转角度的表达式，在确定旋转平面旋转角度后才能具体确定相应的变换矩阵，另外，在确定第一坐标系后，所述第四旋转轴的旋转轴和所述固定旋转轴的方向不相同，这样才能实现对旋转平面旋转时对工件的加工。

在实际工作中，所述第四旋转轴的旋转轴方向可以为X轴、Y轴和Z轴，针对每种方向的旋转轴需要提前设定相应的变换矩阵，变换矩阵表达式可以通过试验标定获得，在本说明书不做赘述。

在本文实施例中，通过第四旋转轴的方向在第一坐标系中的位置就可以确定变换矩阵的表达式，其具体的值还需要根据旋转平面的旋转角度确定，在确定具体的变换矩阵后，根据公式(1)即可得到旋转后的位置坐标。

在实际工作中，所述第一轨迹坐标包括至少一组第一初始坐标和第一目标坐标，所述待加工工件在第一初始坐标和第一目标坐标之间变化为线性变化。可以理解为，待加工工件随着旋转平面的转动而移动，待加工工件的运行轨迹由多个连续的线段组成，每个线段的两个端点坐标可以为第一初始坐标和第一目标坐标，从所述第一初始坐标到所述第一目标坐标为线性移动，而且从第一初始坐标移动到第一目标坐标时旋转平面的转动角度也可以确定，因此可以确定每个线段所对应的变换矩阵，基于该矩阵就可以确定代加工工件旋转后的新坐标，具体地，如图4所示，还可以包括以下步骤：

S301：基于所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度，确定所述待加工工件的第一初始坐标和第一目标坐标；

S303：根据所述变换矩阵，对所述待加工工件的第一初始坐标和第一目标坐标进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二初始坐标和第二目标坐标。

通过设置一次变换矩阵实现第四旋转轴旋转坐标的转化，提高了转化的效率，进而减少了工件的切削时间和刀具转移时间，提高了加工效率。

可以理解为，本文实施例只涉及第四旋转轴和固定旋转轴对工件的加工操作，其他旋转轴的控制可以不在说明书中体现。

在本文实施例中，所述第一轨迹坐标是根据固定旋转轴确定的第一坐标系下的代加工工件移动的坐标值，当所述第四旋转轴转动时，所述待加工工件相对刀具的位置也会发生变化，为了实现刀具能够完成对待加工工件的切削，因此需要对在第一坐标系下的待加工工件的坐标值进行转换，得到的第二轨迹坐标位置相对旋转后的第一坐标系没有变化(以第四旋转轴为参考相当于第一坐标系发生旋转)，这样在进行控制加工时能够保证刀具和待加工工件保持稳定的位置关系，通过得到的第二轨迹坐标为机床实际控制待加工工件的坐标值，为了适用机床控制系统，需要将所述第二轨迹坐标保存预设格式，以使所述四轴半数控机床能够识别，作为可选地，所述预设格式为NC文件等程序文件。

通过上述提供的四轴半数控机床的后处理开发方法可以适应多种机床编程软件，比如NX8.0软件，同时适应多种机床系统，比如法兰克系统、海德汉系统和西门子系统机床。

示例性地，确定固定旋转轴旋转90°，即固定旋转轴垂直机床底座设置，通过建立第一坐标系，基于右手卡迪尔坐标系准则，可以选取所述第一坐标系X轴为机床的长度方向，Y轴为机床的宽度方向，Z轴为固定旋转轴方向，所述第四旋转轴的旋转轴绕X轴旋转，其旋转角度确定为60°，即可确定变换矩阵为：

假设工件加工为线性加工，通过输入的工件模型确定两个加工点a[-50,16.5,1.42]和b[-63,14.758,4.438]，然后将a和b两点坐标带入等式(1)和(5)中即可得到旋转后的坐标，具体为：

可以得到a’[-50,7.02,15]，b,[-63,3.536,15]；其中a和b作为是作为刀位源文件的形式保存下来，作为可选地，所述刀位源文件是APT格式的文本文件，转换后的坐标通过程序文件保存下来，作为可选地，所述程序文件为NC文件，可以被机床识别的数控代码文件。其具体表现为：

读入刀位源文件：

FEDRAT/MMPM,250.0000

GOTO/-50.0000,16.5000,1.4212

GOTO/-63.0000,14.7583,4.4378

RAPID

GOTO/-63.0000,180.2769,100.0000

END-OF-PATH

程序文件：

N0170 G01 Z15.F250.

N0180 X-50.Y7.02

N0190 X-63.Y3.536

N0200 G00 Z206.124

进一步实施例中，所述方法还包括刀具补偿的操作，具体为：

所述刀具补偿包括刀具长度补偿和刀具半径补偿。

可以理解为，常规刀具长度补偿使刀具在Z方向偏移一个规定的刀具长度补偿值，即把主轴端面回转中心偏移至刀具Z向刀位点，这样机床就可控制刀位点的运动，这样在编程过程中，无需考虑刀具长度，减少了编程的难度，从而提高编程的效率。刀具半径补偿是指数控装置使刀具中心偏移工件轮廓一个指定的刀具半径值，作为可选地，所述刀具半径补偿为循环补偿指令，所述循环补偿指令可以包括引孔循环、钻孔循环、攻丝循环指令，可简化数控程序和提高加工精度。

进一步实施例中，所述方法还可以包括刀具安全点设定，所述刀具安全点为刀具初始状态或切削完成复位后的位置，该位置不影响工件的正常运转以及避免对用户工件造成损伤。

在一些实施例中，所述刀具安全点设定可以包括：

获取刀具刀尖点的初始位置坐标和目标位置坐标，并提取所述初始位置坐标和所述目标位置坐标的纵坐标；

根据所述初始位置坐标和所述目标位置坐标的纵坐标，确定所述刀具安全点，所述刀具安全点纵坐标大于所述初始位置坐标和所述目标位置坐标的纵坐标中的任意一个。

可以理解为，所述纵坐标可以为垂直机床底座向上的坐标值，纵坐标越大表示其位置越高，其中刀具刀尖点的初始位置坐标和目标位置坐标为基于第一坐标系的坐标位置，由于通过工件模型参数获取就可以知道相应的刀尖点轨迹坐标，因此当选取刀具安全点纵坐标大于所述初始位置坐标和所述目标位置坐标的纵坐标中的任意一个就可以保证工件和用户的安全。

在一些实施例中，由于刀具轨迹坐标为连续的曲线坐标，为了提高刀具安全点坐标选取的可靠性，可以先确定刀具轨迹坐标中纵坐标最高值，选取刀具安全点坐标的纵坐标高于所述最高值即可，进一步地，可以将刀具安全点选取在机床的最高点，这样就能确保工件和用户的安全。

示例性地，根据上述提供的方法，如图7所示，可以了解四轴半数控机床具体工作流程图，当上一工件加工流程完成后，机床系统取消旋转轴的旋转和刀位的补偿，控制刀复位至安全点准备当前工件的加工，首先根据加工工件的类型和加工内容选择不同的刀具，并进行换刀操作，然后需要确定固定旋转轴的位置，当固定旋转轴固定后，机床计算机数控模块会提取相应的编程代码文件，然后继续确定第四旋转轴的旋转参数，从而确定编程代码文件中的变换矩阵的确定值，固定工件位置以及输入工件的目标模型，计算机数控模块自动生成刀位源文件，相应地转换成程序文件，以便机床系统识别，然后用户输入刀具长度补偿和刀具安全点设定，从而可以进行刀具长度补偿，进而控制第四旋转轴旋转实现工件的加工，其中伴随着刀具半径的循环补偿，直至加工完成，最后取消循环和补偿，将刀具恢复至安全点，上述流程简单快捷就能实现刀具的加工。

在上述提供的一种四轴半数控机床的后处理开发方法的基础上，本文实施例还提供一种四轴半数控机床的后处理开发装置，所述装置可以执行上述方法，具体地，如图6所示，所述装置1包括：

第一轨迹坐标确定模块11，用于确定待加工工件基于第一坐标系的第一轨迹坐标，所述第一坐标系基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴确定；

第二轨迹坐标计算模块12，用于将所述第一轨迹坐标通过变换矩阵进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二轨迹坐标，所述变换矩阵基于四轴半数控机床的第四旋转轴的旋转参数确定；

第二轨迹坐标保存模块13，用于将所述第二轨迹坐标按照预设格式保存，以使所述四轴半数控机床能够识别。

在本文实施例中，所述第四旋转轴的旋转参数包括旋转平面、旋转轴、旋转方向和旋转角度范围。

进一步地，所述第一轨迹坐标确定模块11包括第一坐标系建立单元；

所述第一坐标系建立单元用于：

确定所述固定旋转轴的旋转角度，所述旋转角度是相对初始位置的变化角度；

根据所述旋转角度建立第一坐标系。。

进一步地，所述第二轨迹坐标计算模块12包括变换矩阵确定单元；

所述变换矩阵确定单元用于：

确定所述第四旋转轴的旋转轴方向；

根据所述第四旋转轴的旋转轴方向，确定坐标变换的第一表达式；

确定所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度；

基于所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度和所述第一表达式，确定所述变换矩阵。

在上述提供的四轴半数控机床的后处理开发方法及装置的基础上，本文实施例还提供一种数控机床设备，所述数控机床设备为四轴半数控机床，所述四轴半数控机床包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法的步骤。

通过上述提供的一种四轴半数控机床的后处理开发方法、装置及设备具有如下有益效果：通过将加工坐标系与固定旋转轴保持一致，简化了加工坐标和程序控制坐标之间的转化代码，减少了内存，同时第四旋转轴和固定旋转轴之间坐标转化得到简化，能够提高工件的加工效率。

本文一些实施例中，如图8所示，还提供一种数控机床设备802。所述数控机床设备802可以包括一个或多个处理器804，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。数控机床设备802还可以包括任何存储器806，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的，比如，存储器806可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储器都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储器可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储器可以表示数控机床设备802的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理器804执行被存储在任何存储器或存储器的组合中的相关联的指令时，数控机床设备802可以执行相关联指令的任一操作。数控机床设备802还包括用于与任何存储器交互的一个或多个驱动机构808，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。

数控机床设备802还可以包括输入/输出模块810(I/O)，其用于接收各种输入(经由输入设备812)和用于提供各种输出(经由输出设备814))。一个具体输出机构可以包括呈现设备816和相关联的图形用户接口(GUI)818。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块810(I/O)、输入设备812以及输出设备814，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备802还可以包括一个或多个网络接口820，其用于经由一个或多个通信链路822与其他设备交换数据。一个或多个通信总线824将上文所描述的部件耦合在一起。

通信链路822可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路822可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。

对应于图1-图4中的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述方法的步骤。

本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图1至图4所示的方法。

应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。

另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本文的较佳实施例，并不用以限制本文，对于本领域技术人员而言，显然本文不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本文的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本文。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本文的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本文内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种四轴半数控机床的后处理开发方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的四轴半数控机床的后处理开发方法，其特征在于，所述第一坐标系基于所述四轴半数控机床的固定旋转轴确定包括：

确定所述固定旋转轴的旋转角度，所述旋转角度是所述固定旋转轴相对初始位置的变化角度；

根据所述旋转角度建立第一坐标系。

3.根据权利要求1所述的四轴半数控机床的后处理开发方法，其特征在于，所述第四旋转轴的旋转参数包括旋转平面、旋转轴方向、旋转方向和旋转角度范围。

4.根据权利要求1所述的四轴半数控机床的后处理开发方法，其特征在于，所述变换矩阵基于四轴半数控机床的第四旋转轴的旋转参数确定包括：

确定所述第四旋转轴的旋转轴方向；

确定所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度；

5.根据权利要求4所述的四轴半数控机床的后处理开发方法，其特征在于，所述将所述第一轨迹坐标通过变换矩阵进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二轨迹坐标包括：

基于所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度，确定所述待加工工件的第一初始坐标和第一目标坐标；

根据所述变换矩阵，对所述待加工工件的第一初始坐标和第一目标坐标进行坐标转换，得到所述待加工工件的第二初始坐标和第二目标坐标。

6.根据权利要求1所述的四轴半数控机床的后处理开发方法，其特征在于，所述第一轨迹坐标包括至少一组第一初始坐标和第一目标坐标，所述待加工工件在第一初始坐标和第一目标坐标之间变化为线性变化。

7.一种四轴半数控机床的后处理开发装置，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的四轴半数控机床的后处理开发装置，其特征在于，所述第一轨迹坐标确定模块包括第一坐标系建立单元；

所述第一坐标系建立单元用于：

根据所述旋转角度建立第一坐标系。

9.根据权利要求7所述的四轴半数控机床的后处理开发装置，其特征在于，所述第二轨迹坐标计算模块包括变换矩阵确定单元；

所述变换矩阵确定单元用于：

确定所述第四旋转轴的旋转轴方向；

确定所述第四旋转轴的旋转平面的旋转角度；

10.一种数控机床设备，其特征在于，所述数控机床设备为四轴半数控机床，所述四轴半数控机床包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。