4.2  轴加工中摆角的算法
    在UG的前置文件中，出现的最多的语句是“GOTO/X,Y,Z,I,J,K”，后置的主要工作也就是把这段语句转化为机床能够识别NC语句。
    这里我在算法上说明了怎样将I,J,K语句后置为五轴机床的转角A，B，C。
    机床主轴头AB摆角的五坐标后置处理
    主轴头AB摆角的五坐标数控铣床主要有三种：

    第1种：B为主摆角，A为副摆角，刀具轴在Z轴上，见图1；
    第2种：A为主摆角，B为副摆角，刀具轴在Z轴上，见图2；
    第3种：A、B摆角，刀具轴在X轴上，见图3。
    第1、2种摆角类型在龙门结构和单柱结构的数控机床上均广泛采用；第3种类型机床主要是卧式结构的机床；

    根据GOTO语句中的数据信息，通过数学推导，可以利用单位刀轴矢量在X、Y、Z轴的投影值I、J、K计算出A和B的坐标值。如B为主摆角，A为副摆角的，利用IJK推导AB的运算过程如下，见图4。
 
    
    同理，推导A为主摆角和刀轴在X轴上的刀轴矢量与坐标角度的计算公式见表1。
   
    表1  三种机床结构的A和B坐标计算公式
   

    
    AC或BC摆角的五坐标后置处理
    带C坐标的机床主要有三种，前两种都是机床主轴头摆动的结构形式，AB或BC，分别见图6和图7。还有一种是主轴头摆动A坐标或B坐标，工作台绕Z轴转动构成C坐标，这种机床后置处理计算复杂，且很少使用。在本文主要分析前两种的后置处理计算。
    根据GOTO语句中的数据信息，通过数学推导，可以利用I,J,K值计算出AC或BC的坐标值，推导的公式见表3。
   

    表3  第④、第⑤种机床结构的坐标点计算公式

    
    
    由于AC或BC摆角的机床同一摆动位置具有坐标值的不唯一性，会造成C坐标插补过大（大于180°）导致铣伤工件，所以必须按一定原则，对AC或BC坐标值进行优化计算。结合实际情况，选择C坐标插补绝对值最小的优化计算原则。
    假定前一段空间点的坐标值为X1、Y1、Z1、A1、C1，按表3公式计算的坐标角度为A2、C2，则当前段坐标角度值A3、C3按如下逻辑运算。
    第一步：C3= Min(ABS((n×(±180°))+C2- C1))，确定n和180°的正负号；
    第二步：A3=(-1)n×A2
    运算结束，将计算得到的值写入NC程序中后，将当前段计算的坐标值X、Y、Z、A3、C3分别赋予X1、Y1、Z1、A1、C1，按上述方法依次优化计算每一段的坐标值并写入NC程序，直至刀位文件结束。
    4.3法向抬刀
    在AC或BC摆角的五轴加工中，由于C角有一定的限程，当C坐标连续插补过大时就会造成C向反向旋转。在加工中C反向旋转，很容易铣伤零件。为了解决这一问题，常用的方法就是采用法向抬刀算法。
    法向抬刀指的是当C旋转角度过大时，机床按当前刀轴方向退刀，在空中旋转C角，再进行轴向进刀，继续切削加工。采用这种算法可以有效的防止机床在零件上进行C轴旋转操作。
    各种CAM软件提供的通用后置无法做到这一算法，出现这种情况时，有可能会直接跟一个不合适的C值，造成零件过切。
    法向退刀的数学公式：
    设定前置CLS段为GOTO/X,Y,Z,I,J,K为，设定当前法向抬刀距离为TLPARK。退刀点坐标为：
    
     
    五、结束语
    随着计算机CAD/CAM技术的发展，专家加工策略、智能化等数控操作建模技术越来越得到重视，与之相反，在广大数控工艺编程人员中，掌握后置处理原理理论的人却越来越少，导致在生产现场处理NC程序错误的综合能力始终不能得到提高。数控工艺程编技术人员通过对后置处理技术，特别是五坐标后置处理技术的研究，不但可以在提高NC程序的准确性的同时，满足不同企业、不同机床对程序的特殊要求，更加方便数控厂对NC程序的管理，还有助于提高自身的综合技术水平。
    本文叙述了UG刀位文件的格式与一些基本算法，希望各位程编人员能够深入的了解后置处理，提高程编水平，提高处理NC程序错误的综合能力。