李小敏

（廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510520）

廣數(shù)25l系統(tǒng)PowerMill后處理開發(fā)

李小敏

（廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510520）

文章針對廣州某技工學(xué)校組裝型號為廣數(shù)25l系統(tǒng)的加工中心，闡述運(yùn)用PowerMill里的PMPOST制定適合該設(shè)備后置處理的開發(fā)思路；并且通過VERICUT模擬仿真得以驗(yàn)證，最終投入生產(chǎn)與教學(xué)使用。

廣數(shù)25l系統(tǒng)；PowerMill；PMPOST；VERICUT

我國加入世貿(mào)組織后，很多企業(yè)為了能夠成為制造業(yè)的龍頭企業(yè)，紛紛購置了進(jìn)口的五軸機(jī)床（如MIKRON、DMG等品牌五軸機(jī)床設(shè)備）。但由于國內(nèi)的多軸加工技術(shù)相當(dāng)落后，具體表現(xiàn)在多軸加工工藝、后置處理的開發(fā)，從而無法發(fā)揮五軸設(shè)備高速加工的性能。完善多軸機(jī)床后置處理程序的開發(fā)已慢慢的開始發(fā)展中，但很多的技術(shù)資源還要通過國外，所以就算公司已購置了多軸加工的軟件，但還要支付后置的開發(fā)費(fèi)用。因此企業(yè)迫切的需要開發(fā)通用后置處理，使得NC程式的標(biāo)準(zhǔn)化、企業(yè)化管理。從而讓五軸機(jī)床設(shè)備更安全、更高效地使用。

文章針對廣州數(shù)控設(shè)備廠的GSK25I五軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)、煙臺的可傾臺等零部件。由于GSK25I是廣州數(shù)控設(shè)備有限公司最新推出的產(chǎn)品，有很多技術(shù)都需要完善與攻關(guān)，其中開發(fā)后置處理工作尤為重要。

1 PM P0ST[1]后處理的編寫

PMpost是英國DELCAM公司后處理編寫軟件，它能根據(jù)機(jī)床的特性，定制后處理器；并把POWERMILL產(chǎn)生的刀具路徑轉(zhuǎn)換為三軸、五軸機(jī)床的使用。

1.1 機(jī)床結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)及控制系統(tǒng)類型

（1）機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。在機(jī)床結(jié)構(gòu)方面，應(yīng)注意約定工件不動(dòng)、刀具運(yùn)動(dòng)，在此前提下來看B軸和C軸的擺動(dòng)，此時(shí)符合笛卡爾坐標(biāo)系（直角坐標(biāo)系）下的右手定則，而工作臺B軸和C軸的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)方向是與右手定則相反的，如圖3所示。由此得出下面結(jié)論：圍繞X直線軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸稱為A，矢量方向?yàn)椋?，0，0）；圍繞Y直線軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸稱為B，矢量方向?yàn)椋?，1，0）；圍繞Z直線軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸稱為C，矢量方向?yàn)椋?，0，1）。

圖1 廣數(shù)25l系統(tǒng)五軸聯(lián)動(dòng)加工中心

圖2 各軸示意圖

圖3 坐標(biāo)系

（2）機(jī)床參數(shù)（如上圖所示）X軸行程800mm，Y軸行程650mm，Z軸行程550mm，B軸行程-5～90°，C軸行程0～360°（不連續(xù)），工作臺面：600×600，主軸轉(zhuǎn)速（r/min）：0～6000rpm，快速進(jìn)給：8000（mm/ min）。

（3）控制系統(tǒng)為GSK25I操作簡單、人機(jī)對話較靈活，可以控制三個(gè)直線軸、兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，采用ISO代碼編程。啟動(dòng)PMPOST后置軟件、打開樣板文件（選擇FANUC. PMOPT[2]，因?yàn)镚SK25I與該系統(tǒng)編程的語言相類似）。切換到編輯界面、按機(jī)床的特點(diǎn)設(shè)置相關(guān)的參數(shù)如圖4。

圖4 后處理界面

1.2 操作步驟

（1）相關(guān)參數(shù)設(shè)置，①設(shè)置全局參數(shù)如最大行號、行號的增量、輸出的單位、小數(shù)隔開符號、程序的擴(kuò)展名等；②設(shè)置坐標(biāo)控制參數(shù)，由于GSK25I不具備RTCP功能，因此在PROFILE選項(xiàng)里選擇“Multi-Axis machine without RTCP”。還有對刀點(diǎn)選項(xiàng)選擇“Tool Tip”；③設(shè)定最大進(jìn)給速度為8000MM/MIN，最大切削進(jìn)給速度4000MM/MIN；④設(shè)定圓弧輸出的方式，如圓弧的最大、最小半徑，以及圓弧平面等；⑤設(shè)定鉆孔循環(huán)參數(shù)、選上多軸鉆孔選項(xiàng)。

（2）設(shè)置機(jī)床結(jié)構(gòu)、行程、偏置距離等參數(shù)如圖5所示。①定義機(jī)床結(jié)構(gòu)：在Kinematic Model[3]選項(xiàng)里選擇5-Axis Table Table（雙工作臺型的五軸機(jī)）；②定義行程、轉(zhuǎn)動(dòng)軸：分別按機(jī)床實(shí)際行程設(shè)定X、Y、Z、B、

C五個(gè)軸的行程。特別要注意的是在轉(zhuǎn)動(dòng)軸里需指定B（0，1，0）、C（0，0，1），分別點(diǎn)擊EDIT，在prefix選項(xiàng)里輸入B、C；③設(shè)置機(jī)床偏置參數(shù)：由于可傾臺的第四軸轉(zhuǎn)軸與第五軸回轉(zhuǎn)工作臺臺面存在偏心距所以需在B軸輸入實(shí)際偏心距z-97.78MM。

圖5 機(jī)床各軸偏置示意圖

（3）設(shè)置可傾軸（B）超程時(shí)所采取的策略。因?yàn)楫?dāng)五軸聯(lián)動(dòng)加工超過-5度時(shí)，機(jī)床必需首先采取Z軸抬刀，然后BC回轉(zhuǎn)，再XY定位，最后Z重新下刀一系列動(dòng)作。否則將有可能發(fā)生機(jī)床的碰撞、工件過切等現(xiàn)象。進(jìn)入Multi-Axis Configuration，在 at angular limit里選擇Retract And Reconfigure。如圖6所示。

圖6 第四軸與第五軸超程時(shí)采用策略

（4）定義快速與線性移動(dòng)。在多軸機(jī)床快速下刀定位時(shí)，必需考慮到機(jī)床的安全性，應(yīng)先移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸然后移動(dòng)直線軸。設(shè)置如圖7所示。

圖7 設(shè)置

（5）設(shè)定程序頭、程序尾的一些輔助功能以及鉆孔功能（略），最后存盤退出。

2 廣數(shù)25l系統(tǒng)后置的驗(yàn)證

2.1 五軸加工中心程序的編制

啟動(dòng)PM，導(dǎo)入測試零件，用R3球刀在工件銑出一條角度從0到180、深度為了0.5的小槽、采用參考線多軸加工方式編寫測試刀軌。

2.2 NC在模擬防真軟件的驗(yàn)證

Vericut是美國CGTech公司開發(fā)的一款集數(shù)控加工仿真、干涉校驗(yàn)、工時(shí)工況分析、代碼優(yōu)化等多種功能于一體的軟件。已廣泛應(yīng)用于航空、模具制造等行業(yè)，其最大特點(diǎn)是可仿真各種CNC系統(tǒng)下的刀位文件及CAD/ CAM后置處理的NC程序。Vericut分以下幾步去完成：①建立機(jī)床模型：裝配時(shí)要注意部件之間的運(yùn)動(dòng)聯(lián)接之間的關(guān)系；②選擇控制系統(tǒng)文件（本例機(jī)床的操作系統(tǒng)是FANUC，因?yàn)镚SK21M的NC代碼格式與FUNUC相似）；③建立刀具庫；④設(shè)定加工坐標(biāo)系；⑤添加加工程序（NC程序）。調(diào)入測試程式在VERICUT上模擬切削加工，如圖8所示；⑥經(jīng)過VERICUT的坐標(biāo)模擬沒問題后，再上機(jī)床試加工，注意觀察NC的軸向是否與機(jī)床方向一致，坐標(biāo)位置是否正確。

圖8 程序的驗(yàn)證

3 結(jié)束語

文章通過研究開發(fā)廣州數(shù)控25I多軸數(shù)控系統(tǒng)后置處理，解決了企業(yè)與學(xué)校的軟件自動(dòng)編程問題。同時(shí)，也積累了多軸后置處理軟件的開發(fā)，將為后續(xù)的進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)的后處理開發(fā)起到借鑒作用。

[1]張磊.Siemens PLM應(yīng)用指導(dǎo)系列叢書：UG NX6后處理技術(shù)培訓(xùn)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社.2009.

[2]湯振寧.高級數(shù)控培訓(xùn)叢書：UG五軸數(shù)控編程實(shí)例詳解[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2013.

[3]謝龍漢.UGNX8.0數(shù)控編程[M].北京:清華大學(xué)出版社.2013.

Development of PowerMill Post Processing for GSK 25I Department

Li Xiaomin
(Guangdong Engineering Polytechnic College,Guangdong Guangzhou 510520)

In this paper, a technical school in Guangzhou processing center assembly model number 25I wide system, set forth in the application of PowerMill PMPOST develop the device for post-processing of the development of ideas; and can be verified through VERICUT simulation, and ultimately into production and teaching.

GSK 25I Department;PowerMill;PMPOST;VERICU

TG659

A

2096-2789（2016）11-0230-02

李小敏（1980-），女，湖北天門人，碩士，講師，機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)。