０　引言

     在ＣＡＭ軟件編程中（zhōng），將刀位軌跡數據轉（zhuǎn）換成具體機床（chuáng）的程序代碼（mǎ）是多軸加工的關鍵技術（shù）之一。五軸加工中心結構複雜，其後（hòu）處理與機（jī）床具體結構密切相關（guān）。

     ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ為五軸聯動加（jiā）工中心，采用單轉（zhuǎn）台單擺頭結構，機床通過Ｘ／Ｙ／Ｚ 三個軸的直線運動、擺頭繞Ｂ 軸的擺動和轉台繞Ｃ 軸的轉動實現五軸聯動，其（qí）控製係統為德國的Ｈｅｉｄｅｎｈａｉ　ｉＴＮＣ５３０。筆者開發（fā）了適合於該加工中心的（de）後處理軟件，不僅有效地保證了ＮＣ程序的正確性，還提高了編程效率和加工安（ān）全性。

１　ＰＭ－ｐｏｓｔ與後處（chù）理程序定製

     ＣＡＭ軟件常用的後處理方法主（zhǔ）要（yào）有兩種：①利（lì）用（yòng）圖形界麵的後處理生成器［１］，定義數控機床的運動方式，通過選取軟件提供的機床標準控製係統，定義某一類型或某台數控機床的後處理；②利用計算機語（yǔ）言，按數控（kòng）機床的運動方式和控（kòng）製係統的編程規範，歸納出計算空間點坐標的數學公式，通過（guò）編製專用（yòng）的後處理程序並生成可執行文件，定義數控機床（chuáng）的後處理。本文采用第一種方法，即運用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ的後處理工具ＰＭ－ｐｏｓｔ定製ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ加工中心的後處理模（mó）塊。

     １．１　機床（chuáng）參數

     ＤＭＵ４０ｍｏｎｏＢＬＯＣＫ機床標（biāo）配５軸，可（kě）選（xuǎn）配轉速在１０　０００ｒ／ｍｉｎ～４２　０００ｒ／ｍｉｎ範圍的主軸（zhóu）。其主要技術參數如下：

Ｘ 軸７００ｍｍ；

Ｙ 軸４００ｍｍ；

Ｚ 軸４８０ｍｍ；

Ｂ 軸轉角３０°～－１２０°；

Ｃ 軸轉角－３６０°～＋３６０°連（lián）續；

     主軸轉（zhuǎn）速（sù）２４　０００ｒ／ｍｉｎ；

     快速進給３０　０００ｍｍ／ｍｉｎ。

     采用ｉＴＮＣ５３０數控係統，支持五（wǔ）軸轉換功能（néng）。

      １．２　定製後處理模塊

      （１）啟動ＰＭ－ｐｏｓｔ。選擇“開始－所有程序－Ｄｅｌｃａｍ－ＰＭＰｏｓｔ－ＰＭＰｏｓｔ４５０１”，進入後處（chù）理程序定製模塊（kuài）。

     （２）進入文件菜單，新建或打開Ｏｐｔｉｏｎ文件，載入（rù）Ｈｅｉｄｅｎｈａｉｎ５３０．ｐｍｏｐｔ文件。

     （３）創（chuàng）建和編輯摘要。

     （４）設定全局常數（shù），如圖１所示。

     （５）坐標控製，用於配置Ｘ、Ｙ 和（hé）Ｚ 坐標的計算方法。首次選擇一個新的選項文件時，ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＣＣ）默認為“ｏｆｆ”。對於具有ＲＴＣＰ和３＋２功能（néng）的ｉＴＮＣ５３０數控（kòng）係統的（de）多軸機床，ＡＣＣ在（zài）下拉式列表（biǎo）中選擇為（wéi）“開”，如圖（tú）２所示。

     將Ｐｒｏｆｉｌｅ選項設為“多軸機器有ＲＴＣＰ和３＋２支持”，係統將“ｗｏｒｋｐｌａｎｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ”、“ＲＴＣＰＭｏｄｅ”自動設（shè）為“開（kāi）”，如圖３所（suǒ）示。

     （６）設置進給（gěi）率（lǜ）、圓弧插補（bǔ）、鑽孔等參數（shù）。最小進給率：“１”；最大快速進給率（lǜ）：“３０　０００”；最大切削進給率：“１５　０００”。

      圓弧插補（bǔ）時，圓弧ＸＹ、ＸＺ、ＹＺ 平麵配（pèi）置分（fèn）別有兩個輸出選項：①弧，圓弧後置處理為弧線；②線性化，圓弧後置處理為一係列線（xiàn）段來逼近圓弧。本文選擇 “弧”輸出選項，最小半徑為（wéi）“０．２”，最大半徑為 “１０　０００”。象限分割用於定義數控程序中弧是否進行象限分（fèn）割，如需象限（xiàn）分割，則選為“ｙｅｓ”，ｉＴＮＣ５３０按默認選項“ｎｏ”。線性化方法是用（yòng）於定（dìng）義如何將弧線性化，有自ＣＬＤＡＴＡ文件和計算兩種（zhǒng）選擇。

     （７）機（jī）床（chuáng）運（yùn）動形式配置。運（yùn）動模式對話框可定義機床的軸數、機器傾斜軸的（de）類（lèi）型和位置。在下（xià）拉列表中選擇“Ｅｘｔｅｍａｌ　ＭＴＤ”選項，如圖４所示。

     （８）多軸（zhóu）配置。此對話框用於定義（yì）多軸加（jiā）工的一些必要設置選項。將“線性多軸運動”設置為“是”，表示對所有的多軸運動進行校驗（yàn），以確保（bǎo）移（yí）動（dòng）誤差在全局常數設定（dìng）的公差範（fàn）圍內，如果任何移動超過（guò）公差，ＰＭ－ｐｏｓｔ會將其分（fèn）成兩個（gè）更（gèng）小距離的移（yí）動；當設置為“否”時，ＰＭ－ｐｏｓｔ不會在包含（hán）於ＣＬＤＡＴＡ文件中的原移（yí）動（dòng）位置點之間添加任何中間點。

     Ｒｅｔｒａｃｔ　ａｎｄ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅ是用於定義（yì）在刀路軌跡（jì）處理期間，機（jī）床運動（dòng）達到其旋轉軸極限位置時ＰＭｐｏｓｔ的處理方式。這些極（jí）限（xiàn）位置在機床（chuáng）運動學（xué）對話框中以標準（zhǔn）的多軸模板形式定義或（huò）直接在ＭＴＤ文件（jiàn）中定義，其具體設置如圖５所示。

    （９）初始（shǐ）化（huà）。初始（shǐ）化表中的參數用於指定啟動後處理時使用（yòng）的一些（xiē）參數值，如冷卻方式、刀補等。（１０）定製程（chéng）序指令。指（zhǐ）令（lìng）的生成方法有兩種：①生成ＣＬＤＡＴＡ中相關聯的標示語（yǔ）；②按照一定的條件由後處理器生成。

     Ｃｏｍｍａｎｄｓ下的下列指令應激活：啟（qǐ）動程序（xù）、裝夾第一把刀具、換刀、快速（sù）移動、線性移動；ＸＹ 平麵、ＹＺ平麵或ＸＺ 平麵圓弧（hú）運動（dòng）等。若在ＣＬＤＡＴＡ中指定的一（yī）個或多個指令沒有激（jī）活，則ＰＭ－ｐｏｓｔ在進（jìn）行（háng）完整性檢（jiǎn）驗（yàn）時將產生“Ｄ００７７”警告。

     啟（qǐ）動（dòng）程序指令（lìng）的（de）主要功能是（shì）後處理器的（de）初（chū）始化。需設定的主（zhǔ）要參數包括特殊標識符、程（chéng）序中（zhōng）僅需（xū）一次定義的參數、其他附加選項（如平麵選擇、安全高（gāo）度、刀補等（děng））、添加（jiā）刀具（jù）列表等，如圖６所示。

     具體設置隻需在默（mò）認模板中設定毛坯大小（ＢＬＫＦＯＲＭ）的行後添加“Ｌ　Ｍ１２９ Ｍ１２７”、“ＬＢＬ　１７０”、 “ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　２４７ＤＡＴＵＭ　ＳＥＴＴＩＮＧ …”、“ＣＹＣＬＤＥＦ　７．０ＤＡＴＵＭ　ＳＨＩＦＴ”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．１Ｘ＋０”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．２Ｙ＋０”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．３Ｚ＋０”、“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　１９．０ＷＯＲＫＩＮＧ　ＰＬＡＮＥ”、“ＣＹＣＬＤＥＦ　１９．１Ｂ＋０Ｃ＋０”。

     點擊     ，Ｌｏａｄ　Ｆｉｒｓｔ　Ｔｏｏｌ的典型參數有刀具類型、直徑（jìng）等。多數情況下，需先將“項目類型”欄設定為“參數”選項，而後添加相對應的參數指（zhǐ）令即可，參數值則（zé）由與之相關聯的ＣＬＤＡＴＡ標示語自動設定。Ｃｈａｎｇｅ　Ｔｏｏｌ，表示當ＰＭ－ｐｏｓｔ運行到一（yī）個相關（guān）聯的ＣＬ指（zhǐ）令時，此命令將被激活，其對話框結（jié）構與 “加載第一把刀具”相似，需在此模板（bǎn）中添加（jiā）“ＴＯＯＬＣＡＬＬ”、“Ｔｏｏｌ　Ｎｕｍｂｅｒ”、“Ｚ”等。

     進入      ，設定刀具軌跡的運動關係。ＦｉｒｓｔＭｏｖｅ　ａｆｔｅｒ　Ｔｏｏｌ　Ｃｈａｎｇｅ命令用來設置程序的（de）首次刀具移動參數。Ｍｏｖｅ　Ｌｉｎｅａｒ指令設置直線加工（gōng）運（yùn）動的參（cān）數，典型參數有運動模式、刀補等。Ｍｏｖｅ　Ｒａｐｉｄ設置快速（sù）抬刀的移動速度參數，它與對應軸相關，Ｂ和Ｃ均需插入到Ｒａｐｉｄ快進和Ｌｉｎｅａｒ直線程序（xù）段中，即添加“Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｂ”和“Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｃ”使之（zhī）格式（shì）為“Ｌ　Ｘ＋０．０Ｙ＋０．０Ｚ＋０．０Ｂ＋０．０Ｃ＋０．０Ｆ”。

      進入   ，激活“Ｓｅｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ａｘｉｓ　Ｏｎ”，添（tiān）加 “Ｌ　Ｍ１２８；ＡＣＴＩＶＡＴＥ　ＲＴＣＰ”；激活“Ｓｅｔ　Ｍｕｌｔｉ－Ａｘｉｓ　ｏｆｆ”，添加“Ｌ　Ｍ１２９；ＤＥＡＣＴＩＶＡＴＥ　ＲＴＣＰ”；激（jī）活 “Ｗｏｒｋｐｌａｎｅ　Ｓｅｔｔｉｎｇ”，添加（jiā）以下內容“ＣＡＬＬ　ＬＢＬ１７０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．０ＤＡＴＵＭ　ＳＨＩＦＴ”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ７．１ＩＸ＋０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．２ＩＹ＋０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　７．３ＩＺ＋０”“ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　１９．０ ＷＯＲＫＩＮＧ　ＰＬＡＮＥ” “ＣＹＣＬ　ＤＥＦ　１９．１Ａ＋０Ｂ＋０Ｃ＋０”“Ｌ　Ｂ＋Ｑ１２１Ｃ＋Ｑ１２２Ｒ０ＦＭＡＸ　Ｍ１２６”。

     結（jié）束程序指令的（de）功能是設定程序結束前的機（jī）床動作，包括Ｚ 軸抬到安全高度、Ｂ 軸和Ｃ 軸回原點等。將定製的後（hòu）處理模塊保存為ＤＭＵ４０．ｐｍｏｐｔ文件，並退出係統。

２　加工實例

     圖７為某企（qǐ）業委托加工（gōng）的碗模型，其外表麵為回轉曲麵，上麵有龍鳳、雙喜等圖案，需五軸加工。用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ編程生成刀具路（lù）徑後，使用前述定製的 “ＤＭＵ４０．ｐｍｏｐｔ”文件進行後處理，輸出（chū）適合ＤＭＵ４０機床的數控代碼，並完成加工，其花紋圖案的形狀、精度及表麵粗糙度均達（dá）到了設計要求。

３　結束語

     利用Ｐｏｗｅｒｍｉｌｌ的（de）ＰＭ－ｐｏｓｔ定製機床的後（hòu）處理模塊，可（kě）直接導出（chū）ＰＭ－ｐｏｓｔ自帶的機床基本後處理文件，並進行機床結構、運動（dòng）形式和指令參數的配置，此法簡單、易行，可節省購置專用（yòng）後處理模塊的費（fèi）用。本文開發（fā）的後處理模塊能實現多軸聯動和定軸加工，已在ＤＭＵ４０機床上完成了複雜圖案的雕刻加工，由（yóu）於（yú）五軸（zhóu）加工程序的編製較為複雜，建議多軸加工時仍（réng）需進行仿真（zhēn）驗證。