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1、1序言五轴机床的结构复杂，种类繁多，且未能实现标准化，导致五轴机床后置处理器的通用性很差。即使是相同类型的五轴机床，由于机床结构件的设计及装配差异，其后置处理器也不能直接通用。由于五轴机床存在着多样性、互换性差的特点，对于终端用户来讲，最好是针对具体的机床定制开发合适的后置处理文件。一般可以利用CAD/CAM软件提供的通用后置处理模块，例如UG软件的后处理构造器模块、PowerMI1.1.软件的PMPost模块、CimatronE软件的IMSPost模块等，结合机床的结构特点和数控系统的控制原理，进行后处理文件的定制开发。开发时可以参考同类机床后置处理文件的制作原理和参数，进行必要的修改、优化
2、，得到需要的后置处理程序。2NX后处理构造器简介及机床主要参数NX后处理构造器（NX/PostBuilder）是UG软件提供的一个非常方便的创建和修改后处理的工具，用户可以通过NX后处理构造器图形界面的交互方式来灵活定义建立NC程序的格式和输出内容，以及程序头尾、换刀、循环等每一个事件的处理方式。采用NX后处理构造器定制后处理文件的一般过程如图1所示。图1定制后处理文件的过程德西数控MCV850-5五轴加工中心（见图2）采用三个直线轴与数控回转台的形式，属于双转台结构，具有RTCP（刀尖点跟随）功能。数控系统：海德汉iTNC530;工作行程：X轴700mm,Y轴460mm,Z轴465mm,A轴
3、行程-25+110,C轴转角-360+360;连续工作台面600mm600mm;主轴转速10010000rmin;功率IOkW。工作台A轴和C轴的实际转动方向如图3所示。图2德西数控MCV8505五轴加工中心图34轴和C轴实际转动方向3定制机床五轴后处理文件3.1选择后置模板，设置基本参数1）启动NX后处理构造器程序,新建后置文件，文件名为MCV850_5。2 )选择后置模板：设置后处理输出单位“为毫米机床为铳床”控制器”从库里选择heidenhainonversationa1.AdVanCed,然后进入用户编辑界面。3 )设置机床的极限参数。3.2后置程序开发关键技术(1)判断加工方式应用T
4、C1.语言结合相关变量，判断加工方式是五轴联动加工还是32定向加工。西门子公司在NX后处理构造器的模板库中提供了相应的判断语句，如该机床采用的海德汉TNC530系统,模板库中提供了DPP_GE_DETECT_5AXIS_TOO1._PATHTC1.”判断语句和dpp_ge(toolpath_axis_num)变量,可以在此基础上修改。使用TC1.语言建立加工方式的判断语句PB_CMD_detect_tOO1.Path_type,具体内容如下。globalmom_ude_5axis_tool_pathglobaldpp_gedpp_ge_save_kinematicsifDPP_GE_DETEC
5、T_5AXIS_T001._PATHsetdpp_ge(toolpath_axis_num)5elsesetdpp_ge(toolpath_axis_num)3ifinfoexistsmom_ude_5axis_tool_path&$mom_ude_5axis_tool_path=YES)setdpp_ge(toolpath_axis_num)5elseifinfoexistsmom_ude_5axis_tool_path&$mom_ude_5axis_tool_path=NOsetdpp_ge(toolpath_axis_num)3该判断语句中的DPP_GE_DETECT_5AXIS_TOO
6、jPATH为系统内置加工方式判断命令，根据该命令的返回值输出结果给变量dpp_ge(toolpath_axis_num)赋值。(2)五轴联动加工海德汉iTNC530采用M128指令启动刀尖点跟随功能，实现五轴联动，采用M129指令取消刀尖点跟随功能。一般来讲，五轴联动加工时应该在换刀前用M129指令使各回转轴复位，换刀后执行M128o直接调用该后置模板中块命令。UtPUjMI28,并使用TC1.语言添加执行条件PB_CMD_check_block_OUtPUJml28。执行条件内容如下。if$dpp_ge(toolpath_axis_num)=5MOM_forceOncefourth_axis
7、fi代h_axisVMOV3mom_mcs_gotomom_posVMOV3mom_prev_mcs_gotomom_prev_posVMOV3mom_arc_centermom_pos_arc_centersetmom_kin_arc_output_mode1.INEARsetmom_kin_helical_arc_output_mode1.INEARMOM_reload_kinematicsreturn1elsereturnO当dpp_ge(toolpath_axis_num)结果为5时，执行M128指令，实现五轴联动加工。(3)3+2定向加工海德汉iTNC530系统采用P1.ANE功能或
8、CYC1.E19循环实现3+2加工。具体格式如下。CYC1.DEF7.0CYC1.DEF7.1XCYC1.DEF7.2YCYC1.DEF73Z;定义旋转中心P1.ANESPATIA1.SPASPBSPCTRUNFMAX或CY1.EDEF19.1SPASPBSPC1.Q120Q121Q122FMAX其中SPASPBSPC用于定义旋转角度，海德汉系统旋转顺序为ZYXo调用的后置模板中已经内置了3+2定向加工方式需要的相关计算的变量，通过DPP_GE_COOR_ROTang_moderot_angleoffset_pos“DPP_GE_COOR_ROT_1.OCA1.DPP_GE_C00R_R0T_
9、AUT03D”和DPP_GE_CA1.CU1.ATE_COOR_ROT_ANG1.E”,将该机床3+2定向加工时的旋转顺序赋值给ang_mode,计算出旋转中心的偏移值offsejpos和旋转角度rojangle供海德汉系统的坐标变换指令(循环7、循环19或P1.ANESPATIA1.)使用。调用块命令plane_spatial”,并添加执行条件nPB_CMD_check_block_plane_spatiar,具体内容如下。if$dpp_ge(toolpath_axis_num)=5returnO)ifEQ_is_lt$mom_out_angle_pos(0)0setseqSEQ-elses
10、etseqSEQ+if$dpp_ge(coord_rot)!=NONEMOM_do_templaterapid_rotaryCREATEMOM_disable_addressfourth_axisfifth_axisMOM_forceOnceXYZreturn1elsereturn0)当dpp_ge(toolpath_axis_num)”结果不为5时,执行plane_spatial”指令,实现3+2定向加工。(4)Cycle32循环功能海德汉iTNC530数控系统提供的CYC1.E32循环功能，可以通过定义轮廓公差、加工模式以及旋转轴公差等循环参数，影响加工过程中有关加工速度、精度和表面质量指
11、标。定制后处理程序时可以根据不同的加工要求，选择不同的加工策略，从而在保证加工精度的基础上提高加工效率。具体实现方法是根据CAM系统的编程公差确定CYC1.E32循环的公差值T、HSC模式和旋转轴公差TA等参数。调用Cycle32循环命令(设定公差)，具体内容如下。globalmom_inside_outside_tolerancesglobalmom_operation_typeglobaltol_temptol_aintolouttoltolglobaldpp_geglobalhscifDPP_GE_DETECT_HO1.E_CUTTING_OPERATIONreturn)ifinfoex
12、istsmom_inside_outside_tolerancessetintolformat%.4f$mom_inside_outside_tolerances(0)setouttolformat%.4f$mom_inside_outside_tolerances(1)settolexprSintol+Souttolsettolformat%.3f$tolsettol_aepr$tol*10settol_aformat%.2f$tol_aifStol0.05sethscHSC-MODE:1elsesethscHSC-MODE:0MOM-OutputJiteraICYC1.DEF32.0TO1
13、.ERANCEMOM-OutputJiteraICYC1.DEF32.1T$tolif$dpp_ge(toolpath_axis_num)=5MOM-OutputJiteraICYC1.DEF32.2$hscTA$tol_aelseMOM-OutputJiteraICYC1.DEF32.2$hsc该段语句根据CAM软件设定的加工公差将公差值T、HSC模式和旋转轴公差TA等参数输出给循环32命令在保证加工要求的基础上,大幅提高加工效率。最后设定程序起始序列、程序结束序列，工序起始序列、工序结束序列，修改其它相关格式，添加到后处理模板。4后处理程序验证采用UGNX多轴加工模块，对图4所示叶轮零件进
14、行编程，产生刀具轨迹。图4叶轮零件刀轨生成后选择已经编写好的后置处理文件(MCV850.5),生成NC程序，叶轮零件加工程序(部分)如下。1 BEGINPGMTURBOMACHINERYMM2 B1.KFORM0.1ZX+0.0Y+0.0Z-20.3 B1.KFORM0.2X100.Y100.Z+0.04 FN0:Q501=-490.;XHOMEPOSITION5 FN0:Q502=-1.;YHOMEPOSITION6 FN0:Q503=-1.;ZHOMEPOSITION7 CYC1.DEF247DATUMSETTING-Q339=1;DATUMNUMBER18*-OPERATION:MU1.TI_B1.ADE_ROUGH-TOO1.:T1BA1.1._MI1.1._719CYC1.DEF32.0TO1.ERANCE2021222324252627282930313233343536373839CYC1.DEF32.1T0.160CYC1.DEF32.2HSC-MODEJTA1.60P1.ANERESETSTAYM51.M140MBMAX1.ZQ503ROFMAXM911.XQ501YQ502ROFMAXM911.A+0.0C+0.0FMAXTOO1.CA1.1.1ZSOM3M8CA1.1.1.B1.170TOO1.DEF2CYC1.DEF7.0CYC1
