0 引言

在CAM軟件編程中，將刀位軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具體機(jī)床的程序代碼是多軸加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。五軸加工中心結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其后處理與機(jī)床具體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。DMU40monoBLOCK為五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，采用單轉(zhuǎn)臺(tái)單擺頭結(jié)構(gòu)，機(jī)床通過X/Y/Z三個(gè)軸的直線運(yùn)動(dòng)、擺頭繞B軸的擺動(dòng)和轉(zhuǎn)臺(tái)繞C軸的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，其控制系統(tǒng)為德國的Hddenhai iTNC530。筆者開發(fā)了適合于該加工中心的后處理軟件，不僅有效地保證了NC程序的正確性，還提高了編程效率和加工安全性。

1 PM--post與后處理程序定制

　CAM軟件常用的后處理方法主要有兩種：①利用圖形界面的后處理生成器，定義數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式．通過選取軟件提供的機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)，定義某一類型或某臺(tái)數(shù)控機(jī)床的后處理，②利用計(jì)算機(jī)語言，按數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)的編程規(guī)范．歸納出計(jì)算空間點(diǎn)坐標(biāo)的教學(xué)公式．通過編制專用的后處理程序并生成可執(zhí)行文件，定義數(shù)控機(jī)床的后處理。本文采用第一種方法，即運(yùn)用Powermill的后處理工具PM—post定制DMU40monoBLOCK加工中心的后處理模塊。

　　1.1 機(jī)床參教

　DMU40monoBLOCK機(jī)床標(biāo)配5軸．可選配轉(zhuǎn)速

　　在10 000 r/min～42 000 r/min范圍的主軸。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

　　X軸700 mm；

　　Y軸400mm；

　　Z軸480mm；

　　B軸轉(zhuǎn)角30°～-120° ；

　　C軸轉(zhuǎn)角-360° 。～+360°連續(xù)；

　　主軸轉(zhuǎn)速24 000 r／min；

　　快速進(jìn)給30 000 ram／rain。

　　采用iTNC530數(shù)控系統(tǒng)。支持五軸轉(zhuǎn)換功能。

　　1.2 定制后處理模塊

　 (1)啟動(dòng)PM—post。選擇“開始-所有程序-Delcam-PMPost-PMPost4501”，進(jìn)入后處理程序定制模塊。

  (2)進(jìn)入文件菜單，新建或打開Option文件，載人Heidenhain530．pmopt文件。

　 (3)創(chuàng)建和編輯摘要。

　 (4)設(shè)定全局常數(shù)。

　 (5)坐標(biāo)控制，用于配置X、Y和Z坐標(biāo)的計(jì)算方法。首次選擇一個(gè)新的選項(xiàng)文件時(shí)，AutomaticCoordinate Control(ACC)畎認(rèn)為“off”。對(duì)于具有RTCP和3+2功能的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)的多軸機(jī)床，ACC在下拉式列表中選擇為“開”。如圖2所示。將Profile選項(xiàng)設(shè)為“多軸機(jī)器有RTCP和3+2支持”．系統(tǒng)將“workplane transformation”、“RTcPMode”自動(dòng)設(shè)為“開”。

  (6)設(shè)置進(jìn)給率、圓弧插樸、鉆孔等參數(shù)。最小進(jìn)給率：“1”；最大快速進(jìn)給率：“30000”；最大切削進(jìn)給率：“15000”圓弧插補(bǔ)時(shí)，圓弧XY、XZ、YZ平面配置分別有兩個(gè)輸出選項(xiàng)：①弧，圓弧后置處理為弧線；②線性化，圓弧后置處理為一系列線段來逼近圓弧。本文選擇“弧”輸出選項(xiàng)，最小半徑為“0.2”，最大半徑為“10000”。象限分割用于定義數(shù)控程序中弧是否進(jìn)行象限分割，如需象限分割，則選為“yes”，iTNC530按默認(rèn)選項(xiàng)“no”。線性化方法是用于定義如何將弧線性化，有自CLDATA文件和計(jì)算兩種選擇。

  (7)機(jī)床運(yùn)動(dòng)形式配置。運(yùn)動(dòng)模式對(duì)話框可定義機(jī)床的軸效、機(jī)器傾斜軸的類型和位置。在下拉列表中選擇“Extemal MTD”選項(xiàng)。

  (8)多軸配置。此對(duì)話框用于定義多軸加工的一些必要設(shè)置選項(xiàng)。將“線性多軸運(yùn)動(dòng)”設(shè)置為“是”．表示對(duì)所有的多軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行校驗(yàn)，以確保移動(dòng)誤差在全局常數(shù)設(shè)定的公差范圍內(nèi)，如果任何移動(dòng)超過公差，PM—post會(huì)將其分成兩個(gè)更小距離的移動(dòng)；當(dāng)設(shè)置為“否”時(shí)，PM—post不會(huì)在包含于CLDATA文件中的原移動(dòng)位置點(diǎn)之間添加任何中間點(diǎn)。

Retract and Reconfigure是用于定義在刀路軌跡處理期間，機(jī)床運(yùn)動(dòng)達(dá)到其旋轉(zhuǎn)軸極限位置時(shí)PM—post的處理方式。這些極限位置在機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)對(duì)話框中以標(biāo)準(zhǔn)的多軸模板形式定義或直接在MTD文件中定義。

  (9)初始化。初始化表中的參數(shù)用于指定啟動(dòng)后處理時(shí)使用的一些參數(shù)值，如冷卻方式、刀補(bǔ)等。

　 (10)定制程序指令。指令的生成方法有兩種：①生成CLDATA中相關(guān)聯(lián)的標(biāo)示語；②按照一定的條件由后處理器生成。

Commands下的下列指令應(yīng)激活：啟動(dòng)程序、裝夾第一把刀具、換刀、快速移動(dòng)，線性移動(dòng)；XY平面、YZ平面或XZ平面圓弧運(yùn)動(dòng)等。若在CLDATA中指定的一個(gè)或多個(gè)指令沒有激活，則PM—post在進(jìn)行完整性檢驗(yàn)時(shí)將產(chǎn)生“D0077”警告。啟動(dòng)程序指令的主要功能是后處理器的初始化。需設(shè)定的主要參數(shù)包括特殊標(biāo)識(shí)符、程序中僅需一次定義的參數(shù)、其他附加選項(xiàng)(如乎面選擇、安全高度、刀補(bǔ)等卜添抑刀具列表等。

具體設(shè)置只需在默認(rèn)模板中設(shè)定毛坯大小(BLKFORM)的行后添加“L M129 M127”、“LBL 170”、“CYCL DEF 247 DATUM SETTING?”、“CYCLDEF 7.0 DATUM SHlFT”、“CYCL DEF 7.1 X+0”、“CYCL DEF 7.2 Y+0”、“CYCL DEF 7.3 Z+0”、“CYCL DEF 19.0 WORKING PLANE”、“CYCLDEFl9.1 B+O C+0”。

　　點(diǎn)擊Load First Tool的典型參數(shù)有刀具類型、直徑等。多數(shù)情況下，需先將。項(xiàng)目類型”欄設(shè)定為“參數(shù)”選項(xiàng)，而后添加相對(duì)應(yīng)的參數(shù)指令即可，參數(shù)值則由與之相關(guān)聯(lián)的CLDATA標(biāo)示語自動(dòng)設(shè)定。

　　Change Tool，表示當(dāng)PM—post運(yùn)行到一個(gè)相關(guān)聯(lián)的CL指令時(shí)，此命令將被激活，其對(duì)話框結(jié)構(gòu)與“加載第一把刀具”相似。需在此模板中添加“TOOLCALL”、“Tool Number”、“Z”等。

　　進(jìn)入設(shè)定刀具軌跡的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。FirstMove after Tool Change命令用來設(shè)置程序的首次刀具移動(dòng)參數(shù)。Move Linear指令設(shè)置直線加工運(yùn)動(dòng)的參數(shù)．典型參效有運(yùn)動(dòng)模式、刀補(bǔ)等。Move Rapid設(shè)置快速抬刀的移動(dòng)速度參數(shù)，它與對(duì)應(yīng)軸相關(guān)，B和C均需插人到Rapid俠進(jìn)和Linear直線程序殷中，即添加“Machine B”和。Machine c”使之格式為“L X+0.0Y十0.0 Z+0.0B+0.0 C+0.0 F”。

　　進(jìn)入激活“Set Multi—Axis On”，添加“L M128；ACTIVATE RTCP”；激活“Set Muhi—Ax—is off”，添加“L M129；DEACTIVATE RTCP”；激活“Workplane Setting”，添加以下內(nèi)容“cALL LBL170”“CYCL DEF 7.0 DATUM SHIFT"‘‘CYCL DEF7.1 IX+0”“CYCL DEF 7.2 IY+0”“CYCL DEF 7.3IZ+0”“CYCL DEF 19．0 WORKING PLANE”“CYCL DEF 19.1 A+0 B+0 C+0”“L B+Q121 C+Q122 R0 FMAX M126”。

　　結(jié)束程序指令的功能是設(shè)定程序結(jié)束前的機(jī)床動(dòng)作，包括z軸抬到安全高度、B軸和c軸回原點(diǎn)等。將定制的后處理模塊保存為DMU40．pmopt文件，并退出系統(tǒng)。

2 加工實(shí)例

　　圖7為某企業(yè)委托加工的碗模型，其外表面為回轉(zhuǎn)曲面，上面有龍風(fēng)、雙喜等圖案，需五軸加工。用Powermill編程生成刀具路徑后，使用前述定制的“DMU40．pmopt”文件進(jìn)行后處理，輸出適合DMU40機(jī)床的數(shù)控代碼，并完成加工．其花紋圖案的形狀、精度及表面粗糙度均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)束語

　　利用Powermill的PM—post定制機(jī)床的后處理模塊，可直接導(dǎo)出PM—post自帶的機(jī)床基本后處理文件，并進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式和指令參數(shù)的配置，此法簡單、易行，可節(jié)省購置專用后處理模塊的費(fèi)用。本文開發(fā)的后處理模塊能實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)和定軸加工，已在DMU40機(jī)床上完成了復(fù)雜圖案的雕刻加工，由于五軸加工程序的編制較為復(fù)雜，建議多軸加工時(shí)仍需進(jìn)行仿真驗(yàn)證。