０　引言

     在ＣＡＭ軟件編程中，將刀位軌跡數據轉換（huàn）成具體機床的程序代碼是多軸加工（gōng）的（de）關鍵（jiàn）技術之一。五軸加工中心結（jié）構複雜，其後處理與（yǔ）機床具體結（jié）構密切相（xiàng）關。

     ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ為五軸聯動加工（gōng）中心，采用單轉台單擺頭結構，機床通（tōng）過Ｘ／Ｙ／Ｚ 三個軸的直線運動、擺頭繞（rào）Ｂ 軸的擺動和轉台繞Ｃ 軸的轉動實現五軸聯動，其控製係統為德國的Ｈｅｉｄｅｎｈａｉ　ｉＴＮＣ５３０。筆者開發了適合於該（gāi）加工中心的後處理軟件，不（bú）僅有效（xiào）地保證了ＮＣ程序的（de）正確性，還提高了編程效率和加工安全性。

１　ＰＭ－ｐｏｓｔ與（yǔ）後處理程序定製

     ＣＡＭ軟件常用的後處理方法主要有兩種：①利（lì）用圖形界麵的後（hòu）處理生成器［１］，定義數控機床的運動（dòng）方式（shì），通過選取（qǔ）軟件提（tí）供的機床標準（zhǔn）控製係（xì）統，定義某一類型或某台數控機床的後處理；②利用計算（suàn）機（jī）語言，按數控機床的運動方式和控製（zhì）係（xì）統的編程（chéng）規範，歸納出（chū）計算空間點坐標的數學公式，通過編製專用的後處理程序（xù）並生成可執行文件，定義數控（kòng）機床的（de）後處（chù）理。本文采用第一種方法，即運用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ的後處理工具（jù）ＰＭ－ｐｏｓｔ定製ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ加工中心的（de）後處理模塊。

     １．１　機床參數

     ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ機床標（biāo）配５軸，可選配轉速在１０　０００ｒ／ｍｉｎ～４２　０００ｒ／ｍｉｎ範圍的主軸。其（qí）主要技術參（cān）數（shù）如下：

Ｘ 軸７００ｍｍ；

Ｙ 軸４００ｍｍ；

Ｚ 軸４８０ｍｍ；

Ｂ 軸（zhóu）轉角３０°～－１２０°；

Ｃ 軸轉角－３６０°～＋３６０°連續；

     主軸轉（zhuǎn）速（sù）２４　０００ｒ／ｍｉｎ；

     快速進給（gěi）３０　０００ｍｍ／ｍｉｎ。

     采用ｉＴＮＣ５３０數控係統，支持（chí）五軸轉換功能。

      １．２　定（dìng）製後處理模塊

      （１）啟動ＰＭ－ｐｏｓｔ。選（xuǎn）擇“開始－所有程序（xù）－Ｄｅｌｃａｍ－ＰＭＰｏｓｔ－ＰＭＰｏｓｔ４５０１”，進（jìn）入後處理程序（xù）定製模塊。

     （２）進入（rù）文（wén）件菜（cài）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）坐標控製，用於配置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）默認為“ｏｆｆ”。對於具有ＲＴＣＰ和３＋２功能的（de）ｉＴＮＣ５３０數控係統的多軸機床，ＡＣＣ在下拉式（shì）列表中選擇為“開（kāi）”，如圖２所示。

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

     （６）設（shè）置（zhì）進給率、圓弧插補、鑽孔等（děng）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，圓弧後置處理為弧線；②線性化，圓弧後置處理（lǐ）為一係列線（xiàn）段來逼近圓弧。本文選擇 “弧”輸出選項（xiàng），最（zuì）小半（bàn）徑（jìng）為“０．２”，最大半徑為（wéi） “１０　０００”。象限分（fèn）割用於定（dìng）義（yì）數控程序中（zhōng）弧是否進（jìn）行象限分（fèn）割，如需象限分割，則選為（wéi）“ｙｅｓ”，ｉＴＮＣ５３０按默認（rèn）選項“ｎｏ”。線性化（huà）方法是用於定義（yì）如何將（jiāng）弧線性化，有自（zì）ＣＬＤＡＴＡ文件和（hé）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數、機（jī）器傾斜軸（zhóu）的類型和位置。在下拉列（liè）表中選擇“Ｅｘｔｅｍａｌ　ＭＴＤ”選項，如圖４所（suǒ）示。

     （８）多軸配置。此對話框（kuàng）用於定義多軸加工的一些必要設置選項。將“線性多軸運動”設置（zhì）為“是”，表示對所有的多軸運動進行校驗，以確保移動誤差（chà）在全局常數設定（dìng）的公差範圍內，如果任何移動超過公差，ＰＭ－ｐｏｓｔ會將其分（fèn）成兩個更小（xiǎo）距離的移（yí）動；當設置為“否”時，ＰＭ－ｐｏｓｔ不會在包含於ＣＬＤＡＴＡ文件中的原移動位置點之間添加任何中間點（diǎn）。

     Ｒｅｔｒａｃｔ　ａｎｄ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅ是用於定（dìng）義在刀路軌跡處理（lǐ）期間，機床運動達到其旋轉軸（zhóu）極限位置時ＰＭｐｏｓｔ的處理方式（shì）。這些（xiē）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（huò）直接在ＭＴＤ文件中定義，其具體設置如圖５所示（shì）。

    （９）初始（shǐ）化。初始化表中的參數用於指定啟動後處理時使用的一（yī）些參數值，如冷卻方式、刀（dāo）補等。（１０）定製程序指令。指令的生成方（fāng）法有兩（liǎng）種：①生成ＣＬＤＡＴＡ中相（xiàng）關聯的標示語；②按照一定的條件由後處理器生成。

     Ｃｏｍｍａｎｄｓ下的下列指令應激活：啟動程序、裝夾第一（yī）把刀（dāo）具、換刀、快速移動、線性移動；ＸＹ 平麵、ＹＺ平麵或ＸＺ 平麵（miàn）圓弧運動等。若在ＣＬＤＡＴＡ中指定的一（yī）個或多個指令沒有激活，則ＰＭ－ｐｏｓｔ在進行完（wán）整性檢驗時（shí）將產（chǎn）生“Ｄ００７７”警告。

     啟動程序指令（lìng）的（de）主要功能是後處理器的初始化。需設（shè）定（dìng）的（de）主要參數包括特殊標識（shí）符、程序中僅需一次定義的參數、其他附加選項（如（rú）平麵選擇、安全高度、刀補等）、添加刀具列表等，如（rú）圖６所示。

     具體設置隻需在默認模板中設定毛坯大小（xiǎo）（ＢＬＫＦＯＲＭ）的行後添加（jiā）“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     ，Ｌｏａｄ　Ｆｉｒｓｔ　Ｔｏｏｌ的典型參數有刀具類型、直徑等（děng）。多（duō）數情（qíng）況下，需先將“項（xiàng）目類型（xíng）”欄設定為“參數”選項，而後添加相對應的參數（shù）指（zhǐ）令即可，參數值則由與之相關聯的ＣＬＤＡＴＡ標示語自動設定。Ｃｈａｎｇｅ　Ｔｏｏｌ，表示當ＰＭ－ｐｏｓｔ運行到一個相關聯的ＣＬ指令（lìng）時（shí），此命令將被激活，其對話框結構與 “加載第一把（bǎ）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（de）運動（dòng）關係。ＦｉｒｓｔＭｏｖｅ　ａｆｔｅｒ　Ｔｏｏｌ　Ｃｈａｎｇｅ命令用來設置程序的首次刀具移動參數。Ｍｏｖｅ　Ｌｉｎｅａｒ指令設置直線加工運動的參數（shù），典型參數有運動模式、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均需插入到Ｒａｐｉｄ快進和Ｌｉｎｅａｒ直線程序段中，即添加“Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｂ”和“Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃ”使之（zhī）格式（shì）為“Ｌ　Ｘ＋０．０Ｙ＋０．０Ｚ＋０．０Ｂ＋０．０Ｃ＋０．０Ｆ”。

      進入   ，激活“Ｓｅｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ａｘｉｓ　Ｏｎ”，添加 “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”。

     結束程序指令的功能是（shì）設定程序（xù）結束前的機床動作，包括Ｚ 軸抬到安全高度、Ｂ 軸和Ｃ 軸（zhóu）回原點等。將定（dìng）製的後處理模塊保存為ＤＭＵ４０．ｐｍｏｐｔ文件，並退出係統。

２　加工（gōng）實例

     圖７為某企業委托加（jiā）工的（de）碗模型，其外表麵為（wéi）回（huí）轉（zhuǎn）曲麵，上麵有龍鳳、雙喜等圖案，需五軸加工（gōng）。用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ編程生成刀具路徑後（hòu），使用（yòng）前述定製的 “ＤＭＵ４０．ｐｍｏｐｔ”文件進行後處理，輸出適合ＤＭＵ４０機床的數控代碼，並完成加工，其花紋圖案的形狀、精度及表麵粗糙度均達到（dào）了設計要求。

３　結束語

     利用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ的ＰＭ－ｐｏｓｔ定（dìng）製機床的後處理模塊，可直接導出ＰＭ－ｐｏｓｔ自（zì）帶的機床基本後處理文件，並進行機床結構、運動形（xíng）式和指令參數的配（pèi）置，此法簡單、易行（háng），可節省購（gòu）置專用後處理模塊的費用。本文開發的後處理模塊能實現多軸聯動和定軸加工，已在ＤＭＵ４０機床上完（wán）成了複雜圖案的（de）雕刻加（jiā）工，由於五軸加工程序的編製較為複雜，建（jiàn）議多軸加工時仍（réng）需進行仿（fǎng）真驗證。