五轴联动加工中心后置处理的编写与验证

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1、五轴联动加工中心后置处理的编写与验证13五轴联动加工中心后置处理的编写与验证摘要：本文针对瑞士MIKRONUCP710工作台双摆动式五轴联动加工中心机床的运动原理，以及HeidenhainiTNC430控制系统的特点，阐述运用UG软件中后处理工具——UGPOSTBUID3.4.1，定制适合ucp710五轴后处理的开发思路，并且通过VERICUT模拟软件进行模拟验证成功。目前成功开发出来的五轴后处理已在本校实训中心MIKRONUCP710五轴机床中得以全面应用，顺利地完成了各种3～5轴的零件加工。关键词：五轴加工中心UGPostbuldVERICUT1、任

2、务的来源2001年冬，本中心购置了一台由瑞士MIKRON品牌的五轴联动加工中心，型号为——UCP710。如图1所示，此机床为工作台双摆动结构，（俗称：Table—Table双摆台）。通过X/Y/Z三个线性轴、定轴A轴的摆动和转动轴C轴的转动实现五轴联动加工。该机床的控制系统是德国的HeidenhaiiTNC430。目前，后置处理文件是计算机辅助制造软件中CAM与机床控制系统之间沟通的桥梁，是实现多轴加工的关键之一。同时本中心现配有CAD/CAM软件——UG，为了让UCP710早日投入到教学与生产加工，我们必须解决后置处理的问题。现在国内多轴机床后置处理程

3、序的开发已慢慢开始发展，但很多的资源还要通过国外进行技术支持。即使客户选购能够实现多轴加工编程的软件，但还要额外支付昂贵的后置开发费用才能实现软件与机床的“通讯”。开发通用的编写后置处理工具软件，可以有效地保证NC程序正确性，提高编程人员的后置处理技术以及效率，还可以把零件加工信息（如图号、工序号、刀具规格、程序加工时间等参数）嵌入NC程序中，提高加工的安全性，增加程序的可读性，减少操作人员的人为加工误差。2、UCP710post开发的过程目前，常用的后置处理方法主要有以下两种：第一种，利用CAD/CAM软件的通用后置处理模块，定义数控机床的运动方式，通

4、过选取CAD/CAM软件提供的机床标准控制系统，定义某一类型或某台数控机床的后置处理。如PowerMILL的PM—post模块，UG的UGPOSTBULD模块；第二种，利用VC++计算机语言，按数控机床的运动方式和控制系统的编程规范，归纳出计算空间点坐标的数学公式，通过编制专用的后置处理程序并生成可执行文件，定义数控机床的后置处理。在这我们只对第一种方法进行讨论。首先在做后置前要熟悉机床参数。1）MikronUCP710的机床技术参数：Xaxis710mm13Yaxis500mmYaxiswithtoolchengerinswitchoffpositio

5、n650mmZaxis500mmA轴：行程:-30～120C轴转角：-360～+360连续工作台面：600×600主轴转速(r／min)：100～42000rpm功率：35KW快速进给：30000(mm/min)图1UCP710如上图所示在机床结构方面，应注意我们假定工件不动、刀具运动，在此前提下来看A轴和C轴的摆动，此时符合笛卡尔坐标系(直角坐标系)下的右手定则；而工作台A轴和C轴的实际转动方向是与右手定则相反的。下来我们启动UGPOSTBUID后置处理模块，第一步：新建后置文件，文件名为：ucp710。确定机床的类型、公/英制、机床的操作系统(如下图

6、所示)13第二步：设定轴的极限、轴向定义。点击设置如下的参数，他们是机床的行程极限与刀轴的矢量。进入，在这个对话框里设置第四轴（即A轴）参数。最关键的参数是定义A轴行程极限。然后点击指定机床轴与平面的关系，在AC或BC摆角的五轴加工中，由于A角有一定的限程，当A坐标连续插补过大时就会造成A向反向旋转。在加工中A反向旋转，很容易铣伤零件。为了解决这一问题，常用的方法就是采用法向抬刀。如下图选择Retract/Re-Engage13第三步：设定程序开始部分、刀轨移动部分、程序结束部分。1)进入在startofprogram程序块里添加程序名、毛坯大小、取消最

7、小角度转动功能与取消TCPM功能。如下图2)进入在operationStartSequence程序块里添加刀具、启动M126、TCPM（M128）、公差等，如下图注意：M126是最小角度转动功能M126，它是取消第四轴C轴的液压锁紧，确保联动。TCPM(ToolCenterPointManagement刀具中心点管理)指令是多轴后置处理软件简化的基础。传统意义上的后置处理软件（即不具备TCPM功能），必须输入刀轴的回转中心距(刀轴摆动式)或转台两轴线(转台摆动式)的位置关系，后置处理程序才能完成坐标转换；随着控制系统技术的发展，越来越多的控制系统厂家在其

8、高端产品中都加入了上述坐标转换的功能，如Heidenhain的M128指令就是上