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基於IMSPOST 的五軸（zhóu）加工後置處理技術

2013-8-12 來（lái）源：作者：沈陽工程學院機械工程係李（lǐ）鐵鋼

精密複雜結構件的加工廣泛（fàn）采用五（wǔ）坐標數控銑床（chuáng）實（shí）現，加（jiā）工用數控程序采用集成化的CAD/CAM軟（ruǎn）件利用計（jì）算機交互編程生成。在（zài）企業實踐中，UG軟件應用較廣，在UG軟件中生成的（de）前置文件為類APT源程序的ASCII文本文件，其結構即與（yǔ）機床的具體結構又與數控係統有關，後置處理是生成（chéng）機床指令直接（jiē）驅動數控機床運動，對保證數控加工的質量（liàng）至（zhì）關重要。

基於UG的後置處理方法（fǎ）有3種：第1種（zhǒng）方法是利用UG自帶的Postbuilder模塊（kuài）進行後置處理，此方法（fǎ）對於三坐標銑床等簡單的（de）結構和功能的機床具有良好的處理效果，方便易（yì）用。對於複雜的機床和特殊的數控係統，不能夠僅僅通過菜單交互（hù）定義操（cāo）作選項（xiàng）構建（jiàn）機床後置處理器，必須通過TCL/TK語言構建命令處理函數，由於Postbuilder的核（hé）心變量和函（hán）數未完全公開，因此，在使用TCL/TK構造的後（hòu）置（zhì）處理器不能夠（gòu）較（jiào）好地實現處（chù）理功能，且生成程序速度較慢（màn），程序生成後對不完善之處必須進行手工修改，比較（jiào）費時費力，容易出錯。第2種方法是使用FORTRAN和C++等（děng）計算機程序設計高級語言編寫（xiě）處理程序，但對編（biān）程人員要（yào）求高，程（chéng）序編製（zhì）和調試的工作（zuò）量大（dà），需要反（fǎn）複修改（gǎi）程序代碼和進行（háng）測試，開發時間長。第3種方法是使用如IMSPOST等的商品化通用（yòng）後置處（chù）理軟件，通過交互操作，定義專用機床的數（shù）據接口，方法簡（jiǎn）單（dān），容易（yì）執行（háng）。

本文提出了（le）基（jī）於UG的（de）CLSF文件利用前（qián）述第3種方法進行後置處理（lǐ），構建了五坐標數控銑床V1-200.2T的後置處理器並實現（xiàn）了程（chéng）序（xù）轉換，最後通過實例驗證了所提方法（fǎ）的可行（háng）性。

1 關鍵技術

1.1 開發流程

基（jī）於IMSPOST的開發流程，如圖（tú）1所示。

1.2 運動變換算法

如圖2所示，五坐標數控銑床V1-2000.2T為3個移動坐標X、Y、Z和2個轉動坐（zuò）標A、B五坐標聯動，從機械結（jié）構上看，A坐標轉動副安裝在（zài）B坐標軸上，因此，將B稱為定軸，A稱（chēng）為（wéi）動軸。通常也（yě）將B軸稱為獨（dú）立軸，也就（jiù）是第4軸，既A軸轉動時不影響B軸的旋（xuán）轉方向和旋轉平麵；同理將A軸稱為依賴軸，也就是第5軸，其旋轉方向和旋轉平麵受B軸旋轉（zhuǎn）運動的（de）影響。機床A坐標範（fàn）圍極限為[-30，30]， B坐標範圍極限為[-100，100]。

設（shè）在後置數控程序的（de）坐標運動變換（huàn）過程中加工刀具的（de）刀位參考點位置不變，在機床坐標係中刀位參考點坐標為P0 （ x0，y0，z0），在UG軟件中前置類APT文件中刀位參考點（即刀具轉動中（zhōng）心點）為P（x，y，z）。｜PP0|=L，稱為機床的轉心距，P點為B軸轉動（dòng）副中心。則有：