五坐標(biāo)數(shù)控加工后置處理技術(shù)

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1、五坐標(biāo)數(shù)控加工后置處理技術(shù)一、引言我們知道，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)不同，機(jī)床結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)動(dòng)方式也存在差異，所使用的NC程序格式也是不一樣，因此，數(shù)控操作中的刀具軌跡必需經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換成特定機(jī)床控制器能夠接受的特定格式的NC程序，這樣的處理過(guò)程就是后置處理。正是由于機(jī)床運(yùn)動(dòng)方式的不同，特別是五坐標(biāo)擺角結(jié)構(gòu)的不同，保證刀位文件通過(guò)后置處理生成NC程序與編程人員在CAD/CAM軟件數(shù)控操作設(shè)計(jì)的符合性，便成為后置處理的關(guān)鍵內(nèi)容。二、現(xiàn)狀目前，常用的后置處理方法主要有以下兩種：利用CAD/CAM軟件的通用后置處理模塊，定義數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)選取CAD/CAM軟件提供的機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)控制系統(tǒng)，定義

2、某一類型或某臺(tái)數(shù)控機(jī)床的后置處理，如CATIA的PPBUILD模塊，UG的UGPOST模塊；利用C/C++等計(jì)算機(jī)語(yǔ)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)的數(shù)學(xué)公式，通過(guò)編制專用的后置處理程序并生成可執(zhí)行文件，定義數(shù)控機(jī)床的后置處理。第①種方法，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，對(duì)后置處理模塊定義人員的數(shù)控專業(yè)技能要求不高，缺點(diǎn)是靈活性較低，滿足對(duì)程序格式有特殊要求的能力低。第②種方法，其特點(diǎn)是，能夠滿足機(jī)床對(duì)程序格式的各種特殊要求，針對(duì)性強(qiáng)，能夠完全保證數(shù)控操作設(shè)計(jì)與NC程序的符合性，缺點(diǎn)是需編寫后置處理的計(jì)算機(jī)程序，第一次開發(fā)工作量大，需軟件開發(fā)人員和數(shù)控編程人員共

3、同完成。三、解決方案由于加工航空結(jié)構(gòu)件使用的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)多，控制系統(tǒng)多，前置類型多。開發(fā)通用后置平臺(tái)是解決這種情況的最好辦法。通用后置平臺(tái)需要滿足以下幾點(diǎn)要求：可以識(shí)別多種CAD/CAM軟件產(chǎn)生的前置程序（如UG，CATIA）。對(duì)于不同結(jié)構(gòu)的機(jī)床和控制系統(tǒng)，能夠輸出該機(jī)床能夠識(shí)別的NC代碼。對(duì)一些特殊機(jī)床，可以滿足其對(duì)程序運(yùn)算、程序格式、輔助信息的要求?？蓴U(kuò)展性，用戶可以根據(jù)自己的需求，定義實(shí)現(xiàn)新機(jī)床的處理輸出。可升級(jí)性，可根據(jù)實(shí)際需求，不斷擴(kuò)展完善核心處理模塊?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)后置處理程序（尤其是多軸機(jī)床）的開發(fā)還僅僅處于初始階段，國(guó)內(nèi)后置處理程序開發(fā)方面還很落后。主要依靠國(guó)外有關(guān)公司進(jìn)

4、行開發(fā)，價(jià)格昂貴，且只對(duì)單一機(jī)床或系統(tǒng)進(jìn)行后置，通用性不強(qiáng)。開發(fā)通用后置處理軟件，可以有效的保證NC程序正確性，提高程編人員的后置處理效率，還可以把加工信息（如圖號(hào)、工序號(hào)、刀具規(guī)格、程序加工時(shí)間等參數(shù)）嵌入NC程序中，增加程序的可讀性，減少操作人員的人為加工誤差。四、后置處理技術(shù)UG的CLS文件是標(biāo)準(zhǔn)的APT語(yǔ)言生成的刀位文件（APT是一種自動(dòng)編程工具（AutomaticallyProgrammedTool）的簡(jiǎn)稱，是對(duì)工件、刀具的幾何形狀及刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)等進(jìn)行定義時(shí)所用的一種接近于英語(yǔ)的符號(hào)語(yǔ)言）。采用APT語(yǔ)言自動(dòng)編程時(shí)，計(jì)算機(jī)（或編程機(jī)）代替程序編制人員完成了繁瑣的數(shù)

5、值計(jì)算工作，并省去了編寫程序單的工作量，因而可將編程效率提高數(shù)倍到數(shù)十倍，同時(shí)解決了手工編程中無(wú)法解決的許多復(fù)雜零件的編程難題。下文著重分析論述了利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，針對(duì)UG軟件CLS刀位文件，開發(fā)專用后置處理軟件的技術(shù)要點(diǎn)和解決方法。4.1CLS刀位文件CLS刀位文件是UG生成的前置程序，通過(guò)對(duì)CLS文件不同后置處理，可以生成各種機(jī)床系統(tǒng)的NC加工程序。以下是UG的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CLS刀位文件，現(xiàn)對(duì)部分程序段進(jìn)行解釋：TOOLPATH/PLANAR_MILL，TOOL，F(xiàn)LAT20R2注：為刀軌說(shuō)明，每個(gè)CLS頭均有這一語(yǔ)句TOOLPATH/PLANARMILL——刀軌名稱，名稱為“PLA

6、NARMILL”TOOL，F(xiàn)LAT20R2？——使用刀具，刀具名稱為FLAT20R2TLDATA/MILL，20.0000，2.0000，75.0000，1.0000，1.0000注：為刀具說(shuō)明MILL——表示刀具為立銑刀，其它參數(shù)還有TCUTTER：T型刀；DRILL：鉆頭等等。為刀具參數(shù)，各參數(shù)對(duì)應(yīng)下圖（D＝20，R1＝2，L＝75，B＝1，A＝1）MSYS/0.0000，0.0000，0.0000，1.0000000，0.0000000，0.0000000，0.0000000，1.0000000，0.0000000注：加工坐標(biāo)系的說(shuō)明，不參與后置處理PAINT/……注：在UG

7、中顯示刀軌用，不參與后置處理RAPID注：進(jìn)行快速定位，隨后會(huì)跟一段GOTO語(yǔ)句，后置的NC代碼為“G00”。GOTO/70.2739，56.1953，-8.8824，0.5773503，-0.5773503，0.5773503注：定位語(yǔ)句，格式為GOTO/X，Y，Z，I，J，K。參數(shù)說(shuō)明：空間刀軌坐標(biāo)點(diǎn)（X，Y，Z）值，以及單位刀軸矢量在X軸的投影I、在Y軸的投影J、在Z軸的投影K。注：當(dāng)I，J，K值為0，0，1時(shí)，機(jī)床為三軸加工。當(dāng)I，J，K為其它值時(shí)，機(jī)床為四軸