1、五軸聯動加工中心后置處理的編寫與驗證五軸聯動加工中心后置處理的編寫與驗證摘要：本文針對瑞士 MlKRoN UCP7工作臺雙擺動式五軸聯動加工中心機床的運動原理，以及Heidenhain iTNC430控制系統的特點，闡述運用 U戲件中后處理工具 UG POSTBUID 341,定 制適合UCP 710五軸后處理的開發思路，并且通過 VERICU模擬軟件進行模擬驗證成功。目前成功開 發出來的五軸后處理已在本校實訓中心 MlKRON UCP7五軸機床中得以全面應用，順利地完成了各 種35軸的零件加工。關鍵詞：五軸加工中心 UG Postbuld VERICUT1 、任務的來源2001年冬，本中心購

2、置了一臺由瑞士 MlKRO品牌的五軸聯動加工中心，型號為 UCP710如 圖1所示，此機床為工作臺雙擺動結構，（俗稱：Table Table雙擺臺）。通過XrYlZ三個線性軸、定軸A軸的擺動和轉動軸C軸的轉動實現五軸聯動加工。該機床的控制系統是德國的Heidenhai iTNC 430。目前，后置處理文件是計算機輔助制造軟件中 CAMf機床控制系統之間溝通的橋梁， 是實現多 軸加工的關鍵之一。同時本中心現配有 CADICAtt件一一UG為了讓UCP71早日投入到教學與生產 加工，我們必須解決后置處理的問題?，F在國內多軸機床后置處理程序的開發已慢慢開始發展， 但很多的資源還要通過國外進行技術 支

3、持。即使客戶選購能夠實現多軸加工編程的軟件， 但還要額外支付昂貴的后置開發費用才能實現 軟件與機床的“通訊”。開發通用的編寫后置處理工具軟件，可以有效地保證NC程序正確性，提高編程人員的后置處理技術以及效率，還可以把零件加工信息（如圖號、工序號、刀具規格、程序 加工時間等參數）嵌入NC程序中，提高加工的安全性，增加程序的可讀性，減少操作人員的人為 加工誤差。2、UCP710 POSt開發的過程目前，常用的后置處理方法主要有以下兩種：第一種，利用CADICAtt件的通用后置處理模塊，定義的運動方式，通過選取I軟件提供的機床標準控制系統，定義某一類型或某臺的后置處理。如 POWerMlLL勺PM-

4、post模塊，UG勺UGPOSTBULD 模塊；第二種，利用VC+計算機語言，按的運動方式和控制系統的編程規范，歸納出計算空間點坐標 的數學公式，通過編制專用的后置處理程序并生成可執行文件，定義的后置處理。在這我們只對第一種方法進行討論。首先在做后置前要熟悉機床參數。1） Mikron UCP710的機床技術參數：X axis710mmY axis500mmY axis With tool Chenger in sWitCh off Position650mmZ axis500mmA 軸：行程:-30 120C軸轉角：-360 +360 連續工作臺面：主軸轉速（r /min）:功率：快速進給：

5、60010035KW× 60042000rpm30000（mmmi n）圖 1 UCP710應注意我們假定工件不動、刀具運動，在此前提下來看A軸和C（直角坐標系）下的右手定則；而工作臺A軸和C軸的實際轉動方向如上圖所示在機床結構方面， 軸的擺動，此時符合笛卡爾坐標系 是與右手定則相反的。下來我們啟動UG POSTBUfD置處理模塊，第一步：新建后置文件，文件名為：ucp710。確定機床的類型、公/英制、機床的操作系統（如 下圖所示）第二步：設定軸的極限、軸向定義。點擊lfici ne Tt>olFaranettn;設置如下的參數，他們是機床的行程極限與刀軸的矢量。進入軸行程極限

6、 然后點擊,在這個對話框里設置第四軸（即Att）參數。最關鍵的參數是定義 AOC ODflL gre由于A角有一定的限程，當A坐標 很容易銑傷零件。為了解決這一問指定機床軸與平面的關系，在AC或BC擺角的五軸加工中， 連續插補過大時就會造成A向反向旋轉。在加工中A反向旋轉， 題，常用的方法就是采用法向抬刀。如下圖選擇RetraCt / Re-E ngage第三步：設定程序開始部分、刀軌移動部分、程序結束部分。1）進入在Start of PrOgram 程序塊里添加程序名、毛坯大小、取消最小角度轉動功能與取消TCPl功能。2)井- I 如下圖13LiatiGJ. Iove日在OPeratiOn

7、Start Sequence程序塊里添加刀具、啟動 M126 TCPM （M128、公差等，如下圖M126是最小角度轉動功能M126它是取消第四軸C軸的液壓鎖緊，確保聯動。TCPM（Tool Center Point Managemen刀具中心點管理）指令是多軸后置處理軟件簡化的基礎。 傳統意義上的后置處理軟件（即不具備TCPI功能），必須輸入刀軸的回轉中心距（刀軸擺動式）或轉 臺兩軸線（轉臺擺動式）的位置關系，后置處理程序才能完成坐標轉換；隨著控制系統技術的發展， 越來越多的控制系統廠家在其高端產品中都加入了上述坐標轉換的功能，如Heidenhain的M128旨令就是上述功能。打開M128工

8、件的坐標原點可以任意設置，由控制系統計算工件坐標和各轉軸軸線 的關系，加工準備更為簡單方便，還可以在程序中保證刀尖的進給速度恒定。對于后置處理軟件來說，可以略去上述的坐標轉換的計算， 后置處理軟件的開發難度降低，生成的加工程序在同類型設 備中具有相對更大的通用性。要注意的是程序在結束抬刀前與換刀前應用M129!卩取消TCP功能。3)進入-壬:H-T設定刀軌移動關系.A、編輯 X并設定 EXPreSSiOn 為 $mom_alt_pOS(O)編輯 Y并設定 EXPreSSiOn 為 $mom_alt_pos(1)編輯 Z并設定 EXPreSSiOn 為 $mom_alt_pos(2)B設定如下編

9、輯X并設定EXPreSSiOn為 編輯Y并設定EXPreSSiOn為 編輯Z并設定EXPreSSiOn為 注意2:編輯X并設定EXPreSSiOn為 編輯Y并設定EXPreSSiOn為 編輯Z并設定EXPreSSiOn為$mom_alt_pos_arc_ce nter(0)$mom_alt_pos_arc_ce nter(1)$mom_alt_pos_arc_ce nter(2)$mom_alt_pos(0)$mom_alt_pos(1)$mom_alt_pos(2)注意1:添加如下語程序注意rap1 EXPreSSi on為 $mom_alt_pos(0)rap2 EXPreSSi onra

10、p3 EXPreSSi on為 $mom_alt_pos(1)為 $mom_alt_pos(2)AEXPreSSion 為 $mom_out_angle_pos(0)CEXPreSSion 為 $mom_out_angle_pos(1)4):設定程序結束前的機床動作，其中包括按順序排列取消TCPM關閉切削油，停止主軸轉動,Z軸抬到安全的位置以便AC軸回原點。進召 (IPer at 14ik Ej> exc:E« T >5):設定程序結束EIId Of P&tll最后保存退出，在保存目錄下會生成這三個文件分別是:6):運用UG編寫刀具軌跡nM127CYCL SIEF

11、 VLVCIrcL DE? 33. 1UEKi1 10. C0 F XtI IKi1 AE. PmI 嗒1如下圖，我們采用多軸加工模塊，選擇變軸加工方式，然后選擇curve/poi nt的驅動方式，并選擇Normal to Part刀軸控制，其他的參數按常用的公共參數設置。程序編好后選擇已經編寫好的后置處理(UCP710)如下圖所示： 按OK后生成NC代碼如下：Information listing Created by : YWMDate : 2007-4-25 11:14:00 Current work part: E:TEXT POSTNode name : ywmacer 0 BEGI

12、N PGM text_post-1 MM1 ; ARQUIVO : E:TEXT POST2 ; FEITO POR: YWM4 ; MIKRON: ITNC4305 ; 6 ; POSPROCESSADOR: E:WORKPOSTUG5A7 ; REVISAO : - DATA: 3/11/068 ; 9 M12610 ;11 ; = OPERACAO: VARIABLE_CONTOUR_COPY - FERR.: T0 R312 ; =13 CYCL DEF DATUM SHIFT14 CYCL DEF #115 ;= TROCA DE FERRAMENTA =16 L M12917 TO

13、OL CALL 1 Z 10000 DL18 L M319 L Z-60. F MAX M9122 L Z300.23 L M128 F200.20 L A90. C317.624 F MAX24 L Y-18.099 F200. M825 L Z101.211 A87.167 F3000.26 L 102.34 A27 L 103.392 A28 L 104.372 A29 L 105.282 A30 L 106.128 A31 L 106.913 A32 L 107.642 A33 L 108.319 A34 L 109.568 A35 L110.637 A36 L111.553 A37

14、L112.338 A38 L113.012 A39 L114.16 A40 L114.992 A41 L115.6 A42 L116.483 A43 L117.331 A44 L118.165 A45 L118.856 A46 L119.43 A47 L119.91 A48 L120.312 A49 L120.974 A50 L121.436 A51 L122.072 A52 L122.638 A53 L123.071 A54 L123.404 A55 L123.66 A56 L123.856 A57 L124.007 A58 L124.222 A59 L124.344 A60 L124.46

15、1 A61 L124.49 A62 L124.5 A63 L124.471 A2.806 C64 L124.397 A65 L124.295 A66 L124.177 A67 L124.053 A68 L123.788 A69 L123.55 A70 L123.349 A71 L123.013 A72 L 122.637 A73 L 122.151 A74 L 121.682 A75 L 121.238 A76 L 120.825 A77 L 120.445 A78 L 119.738 A79 L 119.175 A80 L 118.736 A81 L 118.049 A82 L 117.33

16、 A83 L 116.462 A84 L 115.669 A85 L 114.951 A86 L 114.305 A87 L 113.726 A88 L 112.687 A89 L 111.886 A90 L 111.274 A91 L 110.338 A92 L 109.384 A93 L 108.261 A94 L 107.264 A95 L 106.382 A96 L 105.602 A97 L 104.915 A98 L 103.702 A99 L 102.784 A100 L 102.092 A101 L 101.049 A102 L Z100. A90.103 L104 ; ZER

17、AR ANGULOS 105 L M129106 L Z-60. F MAX M91107 L A0.0 C0.0 F MAX108 ; Tempo Total de Usinagem: min.109 M30110 END PGM text_post-1 MM最后，能過VeriCUt反讀后處理的代碼進行模擬切削運動， 從而驗證開發出的后置文件是否安全是否 合理能否真正投入生產當中。VeriCUt是美國CGTeCh公司開發的一款集數控加工仿真、干涉校驗、工時工況分析、代碼優 化等多種功能于一體的軟件。 該系統可以以虛擬現實的方式建立數控機床、 刀具、夾具和毛坯模型， 在刀位數據或Ne代碼的驅動下模仿金屬切削加工中走刀軌跡和材料被切除的過程，使用戶以直觀 的方式對工藝規劃的合理性進行評估，對是否存在干涉進行校驗，并優化走刀軌跡和NC代碼。VERICUT軟件已廣泛應用于航空、模具制造等行業，其最大特點是可針對各種不同 CNC系統 通過反讀數控代碼進行模擬仿真工作，既能仿真刀位文件，又能仿真 CAD/CAM后置處理的NC程 序，從而實現實際生產當中安全，高效的目的。VeriCUt分以下幾步去完成一、建立機床模型：裝配時要注意部件之間的運動聯接之間的關系。二、選擇控制系統文件（本例機床的操作系統是 Heidenhain TN