賈志遠(yuǎn)，王海飛，周 艷，蘭 天

(沈陽(yáng)工程學(xué)院 機(jī)械學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110136)

數(shù)控銑床制造領(lǐng)域廣泛使用CATIA軟件進(jìn)行加工程序編制，在CATIA軟件中生成的前置文件為通用刀具位置源文件，與機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)無(wú)關(guān)，而后置處理生成機(jī)床指令，直接驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)，對(duì)保證數(shù)控加工的質(zhì)量至關(guān)重要。

基于CATIA軟件編程的后置處理方法有2種：

1)使用商品化的通用后置處理器，如IMSPOST和CAMPOST等。后置處理簡(jiǎn)單但軟件價(jià)值昂貴，一般中小企業(yè)負(fù)擔(dān)不起，即使能夠生成加工程序，但需要人為利用編輯器軟件進(jìn)行字段修改，增加了工作量和修改錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，將導(dǎo)致零件的報(bào)廢。

2)利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)后置處理，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的NC程序生成要求[1-3]。

1 后置處理

CATIA刀位源文件APT Source為類APT指令格式的文本文件，包括刀位信息、注釋信息、后置處理信息、刀具信息和運(yùn)動(dòng)信息等。利用C++語(yǔ)言編制后置處理器，包括文件的輸入模塊、輸出模塊、字符轉(zhuǎn)換和處理模塊、運(yùn)動(dòng)變換模塊、非線性誤差計(jì)算模塊、進(jìn)給校驗(yàn)?zāi)K[4-5]。

分析APT Source文件的結(jié)構(gòu)，將對(duì)應(yīng)的刀位源文件關(guān)鍵字段映射成相應(yīng)的Siemens 840D機(jī)床程序字，如表1所示。

DMU50機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)(X、Y、Z、B、C)，機(jī)床的參數(shù)如表2所示。

設(shè)在CATIA中生成的刀位點(diǎn)P的坐標(biāo)為(xc,yc,zc,I,J,K)，需經(jīng)過(guò)計(jì)算求出程序加工所用的(X,Y,Z,B,C)。DMU50機(jī)床具有RTCP功能，可以保證5軸加工時(shí)不論刀具的刀長(zhǎng)為多少，都可以圍繞刀位點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)旋轉(zhuǎn)變換，角度的位移不會(huì)改變直線坐標(biāo)的變化，即有：

刀軸初始向量為(0,0,1)T，如圖1所示。

表1 刀位源文件與NC文件映射

表2 DMU50機(jī)床參數(shù)

圖1 機(jī)床角度變換

經(jīng)過(guò)繞Y軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)B角，繞Y軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C角得到加工刀軸(i,j,k)T，則坐標(biāo)變換關(guān)系為

解得：

程序開發(fā)流程圖如圖2所示。

2 應(yīng)用實(shí)例

選擇典型件進(jìn)行加工驗(yàn)證，刀位文件、轉(zhuǎn)換后的機(jī)床程序、DMU50機(jī)床仿真建模和加工結(jié)果如圖3所示。

圖2 開發(fā)流程

3 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)刀位文件的后置處理器構(gòu)造方法的問(wèn)題，使用CATIA軟件選擇典型零件編制了后置處理程序，利用開發(fā)的后置處理器生成了機(jī)床加工程序，并通過(guò)實(shí)例加工得到了合格的零件，驗(yàn)證了該方法的可行性，提高了數(shù)控編程能力。

[1] 李鐵鋼.基于Edgecam的車銑復(fù)合編程技術(shù)研究[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，11(4):374-377.

[2] 李鐵鋼.基于UG Postbuilder的五軸后置處理器設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2009，31(10):72-74.

[3] 李鐵鋼.基于UG的工裝標(biāo)準(zhǔn)件開發(fā)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2009(8)：22-25.

[4] 金 榮.五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版杜，1995.