劉學(xué)航，廖璘志

(宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 宜賓 644003)

0 引言

在CAM軟件編程時(shí)，輸出的刀具軌跡源文件CLSF是加工刀具的刀尖點(diǎn)數(shù)據(jù)，而在實(shí)際加工中，機(jī)床執(zhí)行的是NC代碼程序，因此需要將CLSF轉(zhuǎn)換成被機(jī)床識(shí)別的NC代碼，否則機(jī)床將不做任何動(dòng)作，這種將刀具軌跡轉(zhuǎn)換成NC代碼的“特殊設(shè)置”稱(chēng)之為后處理。Siemens NX是業(yè)界流行的CAD/CAM軟件之一，該軟件提供了后處理構(gòu)造器。不單是對(duì)刀具軌跡的轉(zhuǎn)換，還包含對(duì)刀軌運(yùn)動(dòng)的智能處理，使得到的NC代碼更加符合機(jī)床要求。本文開(kāi)發(fā)的G996RT五軸加工中心專(zhuān)用后處理器是基于NX1899軟件的后處理構(gòu)造器平臺(tái)，可以充分發(fā)揮五軸機(jī)床的加工優(yōu)越性。

1 機(jī)床后處理研究流程

本文研究對(duì)象是普什寧江機(jī)床有限公司出品的G996RT型五軸聯(lián)動(dòng)高速加工中心。該機(jī)床為雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)，主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 G996RT機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)

使用Siemens NX后處理構(gòu)造器進(jìn)行后置處理器的開(kāi)發(fā)主要涉及新建后處理的參數(shù)設(shè)置、機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)設(shè)置、程序和刀軌參數(shù)設(shè)置、NC數(shù)據(jù)定義、輸出設(shè)置等。

1.1 新建后處理器

后處理中的很多參數(shù)需要根據(jù)機(jī)床參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。主要包括：后處理輸出單位(本文為mm)、機(jī)床類(lèi)型(5軸帶雙轉(zhuǎn)臺(tái)的銑床)、控制器(Sinumerik_840D_Basic)。

1.2 機(jī)床各軸運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)設(shè)置

根據(jù)機(jī)床實(shí)際情況，設(shè)定第4軸為擺動(dòng)軸，繞著YZ平面旋轉(zhuǎn)，軸名稱(chēng)為A；設(shè)定第5軸為旋轉(zhuǎn)軸，繞著XY平面旋轉(zhuǎn)，軸名稱(chēng)為C。各軸的行程限制參照表1設(shè)置，其余參數(shù)默認(rèn)即可。

1.3 程序和刀軌參數(shù)的設(shè)置

雖然選用了Siemens 840D標(biāo)準(zhǔn)控制器，但是輸出的程序比較混亂，不符合機(jī)床正常運(yùn)行的要求，需要修改相關(guān)設(shè)置才能滿(mǎn)足使用要求。

1.3.1 3+2定軸加工輸出CYCLE800

NX軟件后處理器可以自動(dòng)判斷刀軌是三軸、3+2軸還是五軸聯(lián)動(dòng)刀路，并輸出相應(yīng)的程序代碼，其中3+2軸刀路輸出程序代碼有ROT/TRANS和CYCLE800兩種形式。NX軟件默認(rèn)的輸出方式是ROT/TRANS，為了更直觀理解程序代碼含義，本文采用CYCLE800模式輸出定軸刀路程序代碼。在【程序和刀軌】的“程序”-“程序起始序列”中打開(kāi)PB_CMD_set_Sinumerik_default_setting這個(gè)定制命令，找到set dpp_coord_rotation_output_type“TRAORI”，將“TRAORI”更改為“SWIVELING”。同時(shí)打開(kāi)后處理的TCL文件，找到：

#Please set your swivel data record

#------------

set cycle800_tc "”R_DATA”"；

將R_DATA更改為機(jī)床對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)數(shù)據(jù)組名稱(chēng)(如TC1)。

1.3.2 設(shè)置精優(yōu)曲面功能命令CYCLE832

G996RT加工中心配有CYCLE832功能，開(kāi)啟CYCLE832命令后，會(huì)自動(dòng)打開(kāi)連續(xù)路徑切削指令G645、程序段壓縮器功能指令COMPCAD等高速高精加工指令，從而提高加工速度和質(zhì)量。

Siemens 840D數(shù)控系統(tǒng)的CYCLE832指令輸出分為粗加工、半精加工和精加工三種情況，可根據(jù)CAM軟件編程公差和余量來(lái)判斷輸出。本文以編程余量來(lái)判斷輸出CYCLE832的不同類(lèi)型，輸出要求如表2所示。

表2 CYCLE832與編程余量對(duì)應(yīng)關(guān)系

在【程序和刀軌】的“程序”頁(yè)面，在“工序起始序列”的“刀軌開(kāi)始”中添加一個(gè)定制命令PB_CMD_custom_command，在打開(kāi)的文本框中輸入以下內(nèi)容，如圖1所示。這樣就完成了CYCLE832的指令輸出。

圖1 定制CYCLE832輸出命令

1.3.3 關(guān)于半徑補(bǔ)償?shù)囊恍┰O(shè)置

(1) G40不能單獨(dú)占一行，否則會(huì)報(bào)警。修改方法是：打開(kāi)“程序-機(jī)床控制-刀具補(bǔ)償關(guān)閉”，刪掉后面的G40代碼。

(2) 不讓G40與G02/G03在同一行。修改方法是：打開(kāi)“程序-運(yùn)動(dòng)-圓周運(yùn)動(dòng)”，刪除里面的G41代碼。

(3) 在G00代碼后面設(shè)置輸出G41。修改方法是：打開(kāi)“程序-刀軌-運(yùn)動(dòng)-快速移動(dòng)”，在后面添加G41代碼。

(4) 在G41/G42后面設(shè)置必然輸出D01。修改方法是：打開(kāi)“程序-刀軌-機(jī)床控制-刀具補(bǔ)償打開(kāi)”，在后面添加一個(gè)自定義命令PB_CMD_custom_command_force_D，在命令中輸入：MOM_force once D。

1.3.4 添加其他機(jī)床特定代碼

(1) 在TRAORI前面添加五軸勻速位移指令FGROUP(X，Y，Z，A，C)。修改方法是：打開(kāi)“程序-工序起始序列-初始移動(dòng)”，在TRAORI前面添加一個(gè)新塊，輸入文本“FGROUP(X，Y，Z，A，C)”。

(2)在操作起始序列添加A、C軸放松指令。G996RT的A、C軸放松指令分別是M51、M61，修改方法是：打開(kāi)“程序-工序起始序列-初始移動(dòng)”,在TRAORI前面依次添加新塊，輸入文本“M51”和“M61”。

1.4 輸出設(shè)置選項(xiàng)

Siemens 840D數(shù)控系統(tǒng)的程序后綴名為“MPF”,需要將“N/C輸出文件擴(kuò)展名”改為“MPF”，然后保存后處理。

2 后處理的驗(yàn)證

為了確保NX軟件后處理程序的可行性和正確性，需要進(jìn)行程序加工驗(yàn)證。驗(yàn)證一般分為軟件仿真驗(yàn)證和實(shí)際加工驗(yàn)證。對(duì)于復(fù)雜的五軸加工程序，應(yīng)當(dāng)在NX后處理生成NC代碼后，在實(shí)際加工前先用VERICUT等三方軟件進(jìn)行切削仿真驗(yàn)證。本文以葉輪(見(jiàn)圖2)為例，將后處理的NC代碼經(jīng)過(guò)VERICUT仿真正確后傳到機(jī)床進(jìn)行實(shí)際加工，整個(gè)加工過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)報(bào)警和過(guò)切信息，驗(yàn)證了后處理的正確性。仿真加工的效果圖和實(shí)際加工后的零件分別如圖3、圖4所示。

圖2 葉輪零件 圖3 VERICUT仿真效果

3 結(jié)語(yǔ)

本文以G996RT五軸聯(lián)動(dòng)加工中心為例，采用NX加工-后處理構(gòu)造器開(kāi)發(fā)了可用于Siemens 840D系統(tǒng)雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸加工中心的后處理程序，經(jīng)過(guò)VERICUT仿真加工驗(yàn)證其可以滿(mǎn)足加工技術(shù)要求，NC代碼不需要二次修改即可直接用于實(shí)際加工。實(shí)際加工結(jié)果驗(yàn)證了該后處理的正確性，同時(shí)為其他五軸數(shù)控機(jī)床后處理開(kāi)發(fā)提供了一定的借鑒。

圖4 實(shí)際加工產(chǎn)品