五軸加工中心后處理程序開發(fā)這個(gè)厲害了

1序言五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多，且未能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致五軸機(jī)床后置處理器的通用性很差。即使是相同類型的五軸機(jī)床，由于機(jī)床結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)及裝配差異，其后置處理器也不能直接通用。由于五軸機(jī)床存在著多樣性、互換性差的特點(diǎn)，對(duì)于終端用戶來(lái)講，最好是針對(duì)具體的機(jī)床定制開發(fā)合適的后置處理文件。一般可以利用CAD/CAM軟件提供的通用后置處理模塊，例如UG軟件的后處理構(gòu)造器模塊、PowerMILL軟件的PMPost模塊、CimatronE軟件的IMSPost模塊等，結(jié)合機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和數(shù)控系統(tǒng)的控制原理，進(jìn)行后處理文件的定制開發(fā)。開發(fā)時(shí)可以參考同類機(jī)床后置處理文件的制作原理和參數(shù)，進(jìn)行必要的修改、優(yōu)化，得到需要的后置處理程序。2NX后處理構(gòu)造器簡(jiǎn)介及機(jī)床主要參數(shù)NX后處理構(gòu)造器（NX/PostBuilder）是UG軟件提供的一個(gè)非常方便的創(chuàng)建和修改后處理的工具，用戶可以通過(guò)NX后處理構(gòu)造器圖形界面的交互方式來(lái)靈活定義建立NC程序的格式和輸出內(nèi)容，以及程序頭尾、換刀、循環(huán)等每一個(gè)事件的處理方式。采用NX后處理構(gòu)造器定制后處理文件的一般過(guò)程如圖1所示。德西數(shù)控MCV850-5五軸加工中心（見圖2）采用三個(gè)直線軸與數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái)的形式，屬于雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，具有RTCP（刀尖點(diǎn)跟隨）功能。數(shù)控系統(tǒng)：海德漢iTNC530；工作行程：X軸700mm，Y軸460mm，Z軸465mm，A軸行程﹣25°～＋110°，C軸轉(zhuǎn)角﹣360°～＋360°；連續(xù)工作臺(tái)面600mm×600mm；主軸轉(zhuǎn)速100～10000r/min；功率10kW。工作臺(tái)A軸和C軸的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖3所示。3定制機(jī)床五軸后處理文件3.1

選擇后置模板，設(shè)置基本參數(shù)1）啟動(dòng)NX后處理構(gòu)造器程序，新建后置文件，文件名為“MCV850_5”。2）選擇后置模板：設(shè)置“后處理輸出單位”為“毫米”，“機(jī)床”為“銑床”，“控制器”從庫(kù)里選擇“heidenhain_conversational_Advanced”，然后進(jìn)入用戶編輯界面。3）設(shè)置機(jī)床的極限參數(shù)。3.2

后置程序開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)（1）判斷加工方式應(yīng)用TCL語(yǔ)言結(jié)合相關(guān)變量，判斷加工方式是五軸聯(lián)動(dòng)加工還是3+2定向加工。西門子公司在NX后處理構(gòu)造器的模板庫(kù)中提供了相應(yīng)的判斷語(yǔ)句，如該機(jī)床采用的海德漢iTNC530系統(tǒng)，模板庫(kù)中提供了“DPP_GE_DETECT_5AXIS_TOOL_PATHTCL”判斷語(yǔ)句和“dpp_ge(toolpath_axis_num)”變量，可以在此基礎(chǔ)上修改。使用TCL語(yǔ)言建立加工方式的判斷語(yǔ)句“PB_CMD_detect_tool_path_type”，具體內(nèi)容如下。globalmom_ude_5axis_tool_path

globaldpp_ge

DPP_GE_SAVE_KINEMATICS

if{[DPP_GE_DETECT_5AXIS_TOOL_PATH]}{

setdpp_ge(toolpath_axis_num)"5"

}else{

setdpp_ge(toolpath_axis_num)"3"

}

if{[infoexistsmom_ude_5axis_tool_path]&&$mom_ude_5axis_tool_path=="YES"}{

setdpp_ge(toolpath_axis_num)"5"

}elseif{[infoexistsmom_ude_5axis_tool_path]&&$mom_ude_5axis_tool_path=="NO"}{

setdpp_ge(toolpath_axis_num)"3"

}該判斷語(yǔ)句中的“DPP_GE_DETECT_5AXIS_TOOL_PATH”為系統(tǒng)內(nèi)置加工方式判斷命令，根據(jù)該命令的返回值輸出結(jié)果給變量“dpp_ge(toolpath_axis_num)”賦值。（2）五軸聯(lián)動(dòng)加工海德漢iTNC530采用M128指令啟動(dòng)刀尖點(diǎn)跟隨功能，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，采用M129指令取消刀尖點(diǎn)跟隨功能。一般來(lái)講，五軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)應(yīng)該在換刀前用M129指令使各回轉(zhuǎn)軸復(fù)位，換刀后執(zhí)行M128。直接調(diào)用該后置模板中塊命令“output_M128”，并使用TCL語(yǔ)言添加執(zhí)行條件“PB_CMD_check_block_output_m128”。執(zhí)行條件內(nèi)容如下。if{$dpp_ge(toolpath_axis_num)=="5"}{MOM_forceOncefourth_axisfifth_axisVMOV3mom_mcs_gotomom_posVMOV3mom_prev_mcs_gotomom_prev_posVMOV3mom_arc_centermom_pos_arc_centersetmom_kin_arc_output_mode"LINEAR"setmom_kin_helical_arc_output_mode"LINEAR"MOM_reload_kinematicsreturn1

}else{return0

}當(dāng)“dpp_ge(toolpath_axis_num)”結(jié)果為5時(shí)，執(zhí)行M128指令，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)加工。（3）3+2定向加工海德漢iTNC530系統(tǒng)采用PLANE功能或CYCLE19循環(huán)實(shí)現(xiàn)3+2加工。具體格式如下。CYCLDEF7.0CYCLDEF7.1XCYCLDEF7.2YCYCLDEF7.3Z;定義旋轉(zhuǎn)中心PLANESPATIALSPASPBSPCTRUNFMAX或CYLEDEF19.1SPASPBSPCLQ120Q121Q122FMAX其中“SPASPBSPC”用于定義旋轉(zhuǎn)角度，海德漢系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)順序?yàn)閆→Y→X。調(diào)用的后置模板中已經(jīng)內(nèi)置了3+2定向加工方式需要的相關(guān)計(jì)算的變量，通過(guò)“DPP_GE_COOR_ROT[ang_moderot_angleoffset_pos]”“DPP_GE_COOR_ROT_LOCAL”“DPP_GE_COOR_ROT_AUTO3D”和“DPP_GE_CALCULATE_COOR_ROT_ANGLE”，將該機(jī)床3+2定向加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)順序賦值給“ang_mode”，計(jì)算出旋轉(zhuǎn)中心的偏移值“offset_pos”和旋轉(zhuǎn)角度“rot_angle”供海德漢系統(tǒng)的坐標(biāo)變換指令（循環(huán)7、循環(huán)19或PLANESPATIAL）使用。調(diào)用塊命令“plane_spatial”，并添加執(zhí)行條件“PB_CMD_check_block_plane_spatial”，具體內(nèi)容如下。if{$dpp_ge(toolpath_axis_num)=="5"}{return0

}if{[EQ_is_lt$mom_out_angle_pos(0)0]}{

setseq"SEQ-"

}else{

setseq"SEQ+"

}if{$dpp_ge(coord_rot)!="NONE"}{

MOM_do_templaterapid_rotaryCREATE

MOM_disable_addressfourth_axisfifth_axis

MOM_forceOnceXYZreturn1

}else{return0

}當(dāng)“dpp_ge(toolpath_axis_num)”結(jié)果不為5時(shí)，執(zhí)行“plane_spatial”指令，實(shí)現(xiàn)3+2定向加工。（4）Cycle32循環(huán)功能海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)提供的CYCLE32循環(huán)功能，可以通過(guò)定義輪廓公差、加工模式以及旋轉(zhuǎn)軸公差等循環(huán)參數(shù)，影響加工過(guò)程中有關(guān)加工速度、精度和表面質(zhì)量指標(biāo)。定制后處理程序時(shí)可以根據(jù)不同的加工要求，選擇不同的加工策略，從而在保證加工精度的基礎(chǔ)上提高加工效率。具體實(shí)現(xiàn)方法是根據(jù)CAM系統(tǒng)的編程公差確定CYCLE32循環(huán)的公差值T、HSC模式和旋轉(zhuǎn)軸公差TA等參數(shù)。調(diào)用Cycle32循環(huán)命令（設(shè)定公差），具體內(nèi)容如下。globalmom_inside_outside_tolerances

globalmom_operation_type

globaltol_temptol_aintolouttoltol

globaldpp_ge

globalhscif{[DPP_GE_DETECT_HOLE_CUTTING_OPERATION]}{return

}if{[infoexistsmom_inside_outside_tolerances]}{

setintol[format"%.4f"$mom_inside_outside_tolerances(0)]

setouttol[format"%.4f"$mom_inside_outside_tolerances(1)]

settol[expr$intol+$outtol]

settol[format"%.3f"$tol]

settol_a[expr$tol*10]

settol_a[format"%.2f"$tol_a]if{$tol>0.05}{

sethsc"HSC-MODE:1"

}else{

sethsc"HSC-MODE:0"

}

MOM_output_literal"CYCLDEF32.0TOLERANCE"

MOM_output_literal"CYCLDEF32.1T$tol"if{$dpp_ge(toolpath_axis_num)=="5"}{

MOM_output_literal"CYCLDEF32.2$hscTA$tol_a"

}else{

MOM_output_literal"CYCLDEF32.2$hsc"

}}該段語(yǔ)句根據(jù)CAM軟件設(shè)定的加工公差將公差值T、HSC模式和旋轉(zhuǎn)軸公差TA等參數(shù)輸出給循環(huán)32命令，在保證加工要求的基礎(chǔ)上，大幅提高加工效率。最后設(shè)定程序起始序列、程序結(jié)束序列，工序起始序列、工序結(jié)束序列，修改其它相關(guān)格式，添加到后處理模板。4后處理程序驗(yàn)證采用UGNX多軸加工模塊，對(duì)圖4所示葉輪零件進(jìn)行編程，產(chǎn)生刀具軌跡。刀軌生成后選擇已經(jīng)編寫好的后置處理文件（MCV850_5），生成NC程序，葉輪零件加工程序（部分）如下。1BEGINPGMTURBOMACHINERYMM2BLKFORM0.1ZX+0.0Y+0.0Z-20.3BLKFORM0.2X100.Y100.Z+0.04FN0:Q501=-490.;XHOMEPOSITION5FN0:Q502=-1.;YHOMEPOSITION6FN0:Q503=-1.;ZHOMEPOSITION7CYCLDEF247DATUMSETTING~

Q339=1

;DATUMNUMBER………………18*-OPERATION:MULTI_BLADE_ROUGH-TOOL:T1BALL_MILL_719CYCLDEF32.0TOLERANCE20CYCLDEF32.1T0.16021CYCLDEF32.2HSC-MODE:1TA1.6022PLANERESETSTAY23M524LM140MBMAX25LZQ503R0FMAXM9126LXQ501YQ502R0FMAXM9127LA+0.0C+0.0FMAX28TOOLCALL1ZS029M3M830CALLLBL17031TOOLDEF232CYCLDEF7.033CYCLDEF7.1X-0.00034CYCLDEF7.2Y-225.00035CYCLDEF7.3Z-390.00036LM12637LA53.642C26.097FMAX38LM128F1000.39LX54.789Y-90.252Z88.983A53.642C26.097FMAXM3………………55732M3055733ENDPGMTURBOMACHINERYMM先后應(yīng)用VERICUT軟件和實(shí)際MCV850-5機(jī)床對(duì)程序進(jìn)行切削驗(yàn)證，結(jié)果表明，加工程序滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。5結(jié)束語(yǔ)應(yīng)用