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，其后處理與機床具體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。DMU40monoBLOCK為五軸聯(lián)動加工中心，采用單轉(zhuǎn)臺單擺頭結(jié)構(gòu)，機床通過X/Y/Z三個軸的直線運動、擺頭繞B軸的擺動和轉(zhuǎn)臺繞C軸的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)五軸聯(lián)動，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)控機床的運動方式．通過選取軟件提供的機床標準控制系統(tǒng)，定義某一類型或某臺數(shù)控機床的后處理，②利用計算機語言，按數(shù)控機床的運動方式和控制系統(tǒng)的編程規(guī)范．歸納出計算空間點坐標的教學公式．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)控機床的后處理。本文采用第一種方法，即運用Powermill的后處理工具PM—post定制DMU40monoBLOCK加工中心的后處理模塊。

　　1.1 機床參教

　DMU40monoBLOCK機床標配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PM—post。選擇“開始-所有程序-Delcam-PMPost-PMPost4501”，進入后處理程序定制模塊。

  (2)進入文件菜單，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)坐標控制，用于配置X、Y和Z坐標的計算方法。首次選擇一個新的選項文件時，AutomaticCoordinate Control(ACC)畎認為“off”。對于具有RTCP和3+2功能的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)的多軸機床，ACC在下拉式列表中選擇為“開”。如圖2所示。將Profile選項設(shè)為“多軸機器有RTCP和3+2支持”．系統(tǒng)將“workplane transformation”、“RTcPMode”自動設(shè)為“開”。

  (6)設(shè)置進給率、圓弧插樸、鉆孔等參數(shù)。最小進給率：“1”；最大快速進給率：“30000”；最大切削進給率：“15000”圓弧插補時，圓弧XY、XZ、YZ平面配置分別有兩個輸出選項：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，最小半徑為“0.2”，最大半徑為“10000”。象限分割用于定義數(shù)控程序中弧是否進行象限分割，如需象限分割，則選為“yes”，iTNC530按默認選項“no”。線性化方法是用于定義如何將弧線性化，有自CLDATA文件和計算兩種選擇。

  (7)機床運動形式配置。運動模式對話框可定義機床的軸效、機器傾斜軸的類型和位置。在下拉列表中選擇“Extemal MTD”選項。

  (8)多軸配置。此對話框用于定義多軸加工的一些必要設(shè)置選項。將“線性多軸運動”設(shè)置為“是”．表示對所有的多軸運動進行校驗，以確保移動誤差在全局常數(shù)設(shè)定的公差范圍內(nèi)，如果任何移動超過公差，PM—post會將其分成兩個更小距離的移動；當設(shè)置為“否”時，PM—post不會在包含于CLDATA文件中的原移動位置點之間添加任何中間點。

Retract and Reconfigure是用于定義在刀路軌跡處理期間，機床運動達到其旋轉(zhuǎn)軸極限位置時PM—post的處理方式。這些極限位置在機床運動學對話框中以標準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)用于指定啟動后處理時使用的一些參數(shù)值，如冷卻方式、刀補等。

　 (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：啟動程序、裝夾第一把刀具、換刀、快速移動，線性移動；XY平面、YZ平面或XZ平面圓弧運動等。若在CLDATA中指定的一個或多個指令沒有激活，則PM—post在進行完整性檢驗時將產(chǎn)生“D0077”警告。啟動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)包括特殊標識符、程序中僅需一次定義的參數(shù)、其他附加選項(如乎面選擇、安全高度、刀補等卜添抑刀具列表等。

具體設(shè)置只需在默認模板中設(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。項目類型”欄設(shè)定為“參數(shù)”選項，而后添加相對應(yīng)的參數(shù)指令即可，參數(shù)值則由與之相關(guān)聯(lián)的CLDATA標示語自動設(shè)定。

　　Change Tool，表示當PM—post運行到一個相關(guān)聯(lián)的CL指令時，此命令將被激活，其對話框結(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。

　　進入設(shè)定刀具軌跡的運動關(guān)系。FirstMove after Tool Change命令用來設(shè)置程序的首次刀具移動參數(shù)。Move Linear指令設(shè)置直線加工運動的參數(shù)．典型參效有運動模式、刀補等。Move Rapid設(shè)置快速抬刀的移動速度參數(shù)，它與對應(yīng)軸相關(guān)，B和C均需插人到Rapid俠進和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)束前的機床動作，包括z軸抬到安全高度、B軸和c軸回原點等。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、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”文件進行后處理，輸出適合DMU40機床的數(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到了設(shè)計要求。

3 結(jié)束語

　　利用Powermill的PM—post定制機床的后處理模塊，可直接導(dǎo)出PM—post自帶的機床基本后處理文件，并進行機床結(jié)構(gòu)、運動形式和指令參數(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用。本文開發(fā)的后處理模塊能實現(xiàn)多軸聯(lián)動和定軸加工，已在DMU40機床上完成了復(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，建議多軸加工時仍需進行仿真驗證。