数控火焰切割的工艺参量描述与加工坐标系分析

数控火焰切割的工艺分析是对数控火焰切割机进行加工误差建模预测的基础，在此给出与数控火焰切割有关的工件参量，如图1a所示[11];同时，在由机床和工件两部分组成的加工系统中，设置切割成形运动的坐标系，如图1b所示。图中:{R}为惯性系，{S}为机床系，{T}为工具系，{W}为工件系。

利用图1b中的加工坐标系，将工件系加工误差的推导过程简要叙述如下：假设工件上待切割点在工件系中的理想位置坐标为由于加工系统中几何和热误差的综合影响，切割工具在工件上的实际映射点为它们之间的相对偏离(Δx Δy Δz)即为工件位置误差，切割面上下边缘两个对应点的矢量偏差(Δε Δη Δω)为工件姿态误差。若忽略数控火焰切割切割表面的拖距，也可将工具的切割风线视为工件姿态，工具的姿态偏差即为工件的姿态误差。显然，在计算机辅助设计和制造环境中，工件切割轮廓的位置和姿态均为已知的理想参数，因此进行加工误差建模预测的关键是找出切割工具，即工具系在工件上的实际映射位姿。

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