０　引言

     在ＣＡＭ軟件編程中，將刀位軌跡數據轉（zhuǎn）換成具體機（jī）床（chuáng）的程序（xù）代碼是多軸加（jiā）工的關（guān）鍵技術之一。五軸加工中心結構複雜，其後處理與機床具體結構密切相關。

     ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ為五軸聯動加（jiā）工中心，采用單轉台單擺頭結構，機床通過Ｘ／Ｙ／Ｚ 三個軸的直線運動、擺頭（tóu）繞Ｂ 軸的擺動和轉台繞Ｃ 軸的轉動實現五（wǔ）軸聯動，其控製係統（tǒng）為德國的Ｈｅｉｄｅｎｈａｉ　ｉＴＮＣ５３０。筆者開發了（le）適合於該加工中心的後處理軟件，不僅有效地保證了ＮＣ程（chéng）序的正確性，還（hái）提高了編程效率和加工安全性（xìng）。

１　ＰＭ－ｐｏｓｔ與後處（chù）理（lǐ）程序定製

     ＣＡＭ軟件常用的（de）後處理方法主要（yào）有兩種：①利用圖形界麵的後處理生成器［１］，定義數控（kòng）機床的運動方式，通過（guò）選取軟（ruǎn）件提供的機床標準控製係統，定義某一類型或某台數控（kòng）機（jī）床的後處（chù）理（lǐ）；②利用計算機語言，按數控機床的運動方式和控製係統的編程規範，歸納出計算空間點坐標的數學公式，通過編製（zhì）專用的後處理程序並生（shēng）成可執行文件，定義數控機床的後（hòu）處理。本文采用（yòng）第一種方（fāng）法，即運（yùn）用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ的後處理工具ＰＭ－ｐｏｓｔ定製ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ加工中心的後處理模（mó）塊。

     １．１　機床參數

     ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ機床標配５軸，可選（xuǎn）配轉速在１０　０００ｒ／ｍｉｎ～４２　０００ｒ／ｍｉｎ範圍的主軸。其主要技術參數如下：

Ｘ 軸７００ｍｍ；

Ｙ 軸（zhóu）４００ｍｍ；

Ｚ 軸４８０ｍｍ；

Ｂ 軸轉角（jiǎo）３０°～－１２０°；

Ｃ 軸轉（zhuǎn）角－３６０°～＋３６０°連續（xù）；

     主軸轉速２４　０００ｒ／ｍｉｎ；

     快速進給３０　０００ｍｍ／ｍｉｎ。

     采用ｉＴＮＣ５３０數控係統，支持五（wǔ）軸轉換功能。

      １．２　定製後處理模塊

      （１）啟（qǐ）動ＰＭ－ｐｏｓｔ。選擇“開始－所有程序－Ｄｅｌｃａｍ－ＰＭＰｏｓｔ－ＰＭＰｏｓｔ４５０１”，進入後（hòu）處理（lǐ）程序定製模（mó）塊。

     （２）進入（rù）文件菜單，新建或打（dǎ）開Ｏｐｔｉｏｎ文件，載入Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ５３０．ｐｍｏｐｔ文件。

     （３）創建和編輯摘要。

     （４）設定全局常數，如圖１所示。

     （５）坐標（biāo）控製，用於配置Ｘ、Ｙ 和Ｚ 坐標的計算方法。首次選擇（zé）一（yī）個新的選項文件時，ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＣＣ）默認（rèn）為“ｏｆｆ”。對於具有ＲＴＣＰ和３＋２功能的ｉＴＮＣ５３０數控係統的（de）多軸機床，ＡＣＣ在下拉式列表中選擇為“開”，如（rú）圖（tú）２所示。

     將Ｐｒｏｆｉｌｅ選項設為“多軸機（jī）器有ＲＴＣＰ和３＋２支持”，係統將（jiāng）“ｗｏｒｋｐｌａｎｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ”、“ＲＴＣＰＭｏｄｅ”自動設為“開”，如圖３所示。

     （６）設置進給（gěi）率、圓弧插補、鑽孔等參數。最小進給率：“１”；最大快速進給率：“３０　０００”；最大切削進給率：“１５　０００”。

      圓弧插補時，圓弧ＸＹ、ＸＺ、ＹＺ 平麵配置分別有兩個輸出選項：①弧，圓弧後置（zhì）處理為弧線；②線性（xìng）化，圓（yuán）弧後置處理為一係列線段來逼近圓弧。本文選擇 “弧”輸出選項，最小（xiǎo）半徑為（wéi）“０．２”，最大（dà）半徑為 “１０　０００”。象限分割用於定義數控程序中弧是否進行象限分割，如需象限分割（gē），則選為“ｙｅｓ”，ｉＴＮＣ５３０按默認選項（xiàng）“ｎｏ”。線性化方法是用於定義如（rú）何（hé）將弧線性（xìng）化，有自ＣＬＤＡＴＡ文（wén）件和計算兩種選（xuǎn）擇。

     （７）機床運動形式配置。運動（dòng）模式對話框可定義機床的軸數、機器傾斜軸的類型和位（wèi）置（zhì）。在下拉列表中選擇“Ｅｘｔｅｍａｌ　ＭＴＤ”選（xuǎn）項，如圖４所示。

     （８）多軸配置。此對話框用於定義（yì）多軸加工的一些必要設置選（xuǎn）項（xiàng）。將“線性多軸運動”設置為“是”，表示對所有的多軸運動進行校驗，以確保移動誤差（chà）在全局常數（shù）設定的公（gōng）差範圍（wéi）內，如果任何移動超（chāo）過（guò）公差，ＰＭ－ｐｏｓｔ會（huì）將其分成（chéng）兩個更小距（jù）離的移（yí）動；當設置為“否”時，ＰＭ－ｐｏｓｔ不會在包含於（yú）ＣＬＤＡＴＡ文件中的原移動位置點（diǎn）之間添加（jiā）任何中間點。

     Ｒｅｔｒａｃｔ　ａｎｄ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅ是用於定義在刀路（lù）軌（guǐ）跡處理期間，機床運動達到其旋轉軸極限位置時ＰＭｐｏｓｔ的處理（lǐ）方式。這些極限位置在（zài）機床運動（dòng）學對話框中以標準的（de）多軸模板形式定義或直（zhí）接在ＭＴＤ文件中定義，其具體設置如圖５所示。

    （９）初（chū）始化。初始化表中的參數用於指定啟動後處理時使用的一些參數值，如（rú）冷卻方式、刀補等。（１０）定製程序指令。指令的（de）生成方法有兩種：①生（shēng）成（chéng）ＣＬＤＡＴＡ中相關聯的標示語；②按照一定的條件由後處理器生成。

     Ｃｏｍｍａｎｄｓ下的（de）下列指令應激（jī）活（huó）：啟動程序、裝夾第一把刀（dāo）具、換刀、快速移動、線性移動；ＸＹ 平麵、ＹＺ平麵或ＸＺ 平麵圓弧運動等。若在ＣＬＤＡＴＡ中指定的一個或多個指（zhǐ）令沒有（yǒu）激活，則（zé）ＰＭ－ｐｏｓｔ在（zài）進行完整性檢驗時將產生“Ｄ００７７”警告。

     啟動程序指（zhǐ）令的主要功能是（shì）後處理器的初始化。需設定的主要參數（shù）包括特殊標識符、程序中僅需（xū）一次定義（yì）的（de）參數（shù）、其他附加選項（如平麵選擇、安全（quán）高度（dù）、刀補等（děng））、添加刀具列表等，如圖６所示（shì）。

     具體（tǐ）設置隻需在默認（rèn）模板中設定毛坯大小（ＢＬＫＦＯＲＭ）的行後添加“Ｌ　Ｍ１２９ Ｍ１２７”、“ＬＢＬ　１７０”、 “ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　２４７ＤＡＴＵＭ　ＳＥＴＴＩＮＧ …”、“ＣＹＣＬＤＥＦ　７．０ＤＡＴＵＭ　ＳＨＩＦＴ”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．１Ｘ＋０”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．２Ｙ＋０”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．３Ｚ＋０”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　１９．０ＷＯＲＫＩＮＧ　ＰＬＡＮＥ”、“ＣＹＣＬＤＥＦ　１９．１Ｂ＋０Ｃ＋０”。

     點擊（jī）     ，Ｌｏａｄ　Ｆｉｒｓｔ　Ｔｏｏｌ的典型參數有刀具類型、直徑等。多數情況下，需先將“項目類（lèi）型”欄設（shè）定為“參數”選項，而後添加相對應的參數指令即可，參數值則由與（yǔ）之（zhī）相關聯的ＣＬＤＡＴＡ標示語（yǔ）自動設定。Ｃｈａｎｇｅ　Ｔｏｏｌ，表示當（dāng）ＰＭ－ｐｏｓｔ運行到一個相關聯的ＣＬ指（zhǐ）令時，此命令將被激活，其對話框結構與 “加載第一把刀具”相似，需在此模板中添加“ＴＯＯＬＣＡＬＬ”、“Ｔｏｏｌ　Ｎｕｍｂｅｒ”、“Ｚ”等。

     進入      ，設定刀具軌跡的運（yùn）動關係。ＦｉｒｓｔＭｏｖｅ　ａｆｔｅｒ　Ｔｏｏｌ　Ｃｈａｎｇｅ命令用來設置程序的首次（cì）刀（dāo）具移動參（cān）數（shù）。Ｍｏｖｅ　Ｌｉｎｅａｒ指令設置直線（xiàn）加工運動的參數，典型（xíng）參（cān）數有運動模式（shì）、刀補等。Ｍｏｖｅ　Ｒａｐｉｄ設置快速抬刀的移動速度參數，它與對應軸相關，Ｂ和Ｃ均（jun1）需插入到Ｒａｐｉｄ快進和Ｌｉｎｅａｒ直線（xiàn）程序段中，即添加“Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｂ”和“Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃ”使之格式為“Ｌ　Ｘ＋０．０Ｙ＋０．０Ｚ＋０．０Ｂ＋０．０Ｃ＋０．０Ｆ”。

      進入   ，激（jī）活“Ｓｅｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ａｘｉｓ　Ｏｎ”，添（tiān）加 “Ｌ　Ｍ１２８；ＡＣＴＩＶＡＴＥ　ＲＴＣＰ”；激活“Ｓｅｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ａｘｉｓ　ｏｆｆ”，添加“Ｌ　Ｍ１２９；ＤＥＡＣＴＩＶＡＴＥ　ＲＴＣＰ”；激活 “Ｗｏｒｋｐｌａｎｅ　Ｓｅｔｔｉｎｇ”，添加以下內容“ＣＡＬＬ　ＬＢＬ１７０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．０ＤＡＴＵＭ　ＳＨＩＦＴ”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ７．１ＩＸ＋０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．２ＩＹ＋０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．３ＩＺ＋０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　１９．０ ＷＯＲＫＩＮＧ　ＰＬＡＮＥ” “ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　１９．１Ａ＋０Ｂ＋０Ｃ＋０”“Ｌ　Ｂ＋Ｑ１２１Ｃ＋Ｑ１２２Ｒ０ＦＭＡＸ　Ｍ１２６”。

     結束程序指令（lìng）的功能是設定程序結束前的機床動作，包（bāo）括Ｚ 軸抬到安全高度（dù）、Ｂ 軸和（hé）Ｃ 軸回原（yuán）點等。將定製的後處理模塊保存為ＤＭＵ４０．ｐｍｏｐｔ文件，並退出係統。

２　加（jiā）工實例

     圖７為某企（qǐ）業委托加工的碗模型，其外表麵為回轉（zhuǎn）曲麵，上麵（miàn）有（yǒu）龍鳳、雙喜等圖案，需五軸加工。用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ編程生（shēng）成刀具路（lù）徑後，使用前述（shù）定製的 “ＤＭＵ４０．ｐｍｏｐｔ”文件進行後處理，輸出適合ＤＭＵ４０機床（chuáng）的數控代（dài）碼，並完成加工，其花紋圖案的（de）形狀、精（jīng）度及表麵粗糙度均達到了設計要求。

３　結束語

     利用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ的ＰＭ－ｐｏｓｔ定製機床的後處理模塊，可直接導出ＰＭ－ｐｏｓｔ自帶的（de）機床基本後處（chù）理文（wén）件，並進行機床結構、運動形式和指令參數的配置，此法簡單、易行，可節省購置專用後（hòu）處理模塊的費用。本文開發（fā）的後處理模塊能實現多軸聯動和定（dìng）軸加工，已在ＤＭＵ４０機床上完（wán）成了複雜圖案的（de）雕刻（kè）加工，由於五軸加工程序的編製較為複雜，建議多軸加工時仍需進行仿真驗證。