由于現(xiàn)在手工編制數(shù)控程序已經(jīng)逐漸被各類成熟的自動編程CAD/CAM軟件取代，而自動編程過程需要將刀位源文件轉(zhuǎn)換成符合機(jī)床本身的數(shù)控指令代碼后才能被機(jī)床識別加工，因此需要進(jìn)行后置處理。目前還沒有完全通用的后置處理能實(shí)現(xiàn)各種機(jī)床的后置處理，隨著控制系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新，能完全滿足各類機(jī)床需要的通用后置處理還沒有實(shí)現(xiàn)。因此針對一些新型的數(shù)控機(jī)床，必須開發(fā)一套符合其本身的一套數(shù)控指令代碼。這里針對五軸帶一轉(zhuǎn)臺一擺頭的車銑復(fù)合加工中心進(jìn)行后置處理開發(fā)研究。

1 機(jī)床主要參數(shù)

　　以NX/POST Builder開發(fā)DMU 125FD車銑復(fù)合加工中心的專用后置處理器為例，來說明五軸帶一轉(zhuǎn)臺一擺頭這類車銑加工中心的后置處理器的開發(fā)過程。該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)采用Heidenhain公司的MillPlus iT V530，輸出最小分辨率為0.001mm，最大允許順序號為9999999，快速進(jìn)給速度為60000mm/min，機(jī)床圓弧中心采用絕對坐標(biāo)值表達(dá)，自動刀庫容量為40把，并且該機(jī)床的最大主軸轉(zhuǎn)速為10000r/min，X，Y，Z軸行程分別為：1250，1000，1000mm，B軸擺動范圍為-30°～+180°。這里需要說明的是，當(dāng)B軸轉(zhuǎn)動到0°時(shí)，機(jī)床為立式，轉(zhuǎn)動到180°時(shí)，機(jī)床為臥式。

2 后置處理的技術(shù)路線

　　后置處理開發(fā)主要包括4個(gè)部分：(1)機(jī)床參數(shù)項(xiàng)設(shè)置；(2)程序和刀軌參數(shù)項(xiàng)設(shè)置；(3)N/C數(shù)據(jù)定義項(xiàng)設(shè)置；(4)后置處理文件列表項(xiàng)的設(shè)置。

　　因?yàn)镈MU 125FD為車銑復(fù)合加工中心，對其進(jìn)行后置處理時(shí)可以分為4個(gè)步驟：(1)可以創(chuàng)建新的二軸車床后置處理（如果有類似的，也可以從以前的后置處理中直接調(diào)用）；(2)建立一個(gè)新的帶一擺頭一轉(zhuǎn)臺的五軸銑削后置處理；(3)建立一個(gè)新的銑后置處理，機(jī)床類型選擇車銑復(fù)合，(4)將前(1)、(2)兩步所建立（或調(diào)用）的2個(gè)后置處理與利用(3)得到的新的銑后置處理連接起來，這樣就能建立起這類車銑復(fù)合加工中心的后置處理了。

3 后置處理流程

　　NX/POST Builder建立的后置處理包含3個(gè)文件：一個(gè)是事件定義文件(．def)；一個(gè)是事件處理文件(.tcl)；還有一個(gè)是后置處理用戶界面文件(.pui)。圖1顯示的是后置處理的主要流程，其中創(chuàng)建和編輯TCL文件的過程是整個(gè)后置處理的核心。

4 具體開發(fā)實(shí)例

　　DMU125FD機(jī)床后置處理具體步驟如下：

    圖1 后置處理流程圖

　　第1步先建立一個(gè)二軸車床后置處理：啟動NX POST Builder，新建一個(gè)二軸車床后置處理，在Machine Tool欄中選中IAthe單選按鈕，進(jìn)入機(jī)床參數(shù)項(xiàng)設(shè)置以后置將X行程改為1250，其余不變，接著按照控制系統(tǒng)要求進(jìn)行程序和刀軌參數(shù)項(xiàng)設(shè)置和N/C數(shù)據(jù)定義項(xiàng)設(shè)置。

　　第2步建立一個(gè)五軸帶一擺頭一轉(zhuǎn)臺的銑削后置處理：啟動NX POST Builder，在POST Builder菜單欄中選擇File→New命令，彈出Create New Post Processor對話框，在Post Name文本框中輸入“5axis mill tum”，在Post Output Unit欄中選中Millimeters單選按鈕。在Machine Tool欄中選中Mill單選按鈕。機(jī)床類型選擇“5-Axis with Rotary Head and Table”，控制系統(tǒng)選擇Library，并選擇heidenhain conversational。

　　設(shè)置機(jī)床的行程極限X，Y，Z分別為1250，1000，1000，最大進(jìn)給速度設(shè)置為60000。

機(jī)床基本參數(shù)定義，主要為機(jī)床進(jìn)行五軸轉(zhuǎn)換設(shè)置。這里可以在用戶自定義中進(jìn)行如下定義。

　　旋轉(zhuǎn)軸定義：

　　將旋轉(zhuǎn)平面變量設(shè)定為None，用方向和角度來定義旋轉(zhuǎn)軸方向。

　對于第4軸（B軸）

　　旋轉(zhuǎn)中心偏置（第4軸）：

　　第4軸轉(zhuǎn)向設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向：

　　第4軸零位偏差定義在極限位置：

　　用方向余弦數(shù)組來定義第4軸方向：

　　旋轉(zhuǎn)軸擺長參數(shù)用變量數(shù)組mom_kin_gaNXe_to_pivot來定義：

　　同理，定義第5軸（C軸）：

　　旋轉(zhuǎn)軸配置中，第4軸的擺動行程最小值輸入-30，而在最大值輸入180；在第5軸擺動行程中最小值輸入-99999.999，最大值輸入99999.999。如果需要，可以在設(shè)置完成以后查看機(jī)床模型，驗(yàn)證機(jī)床結(jié)構(gòu)是否符合自己的需要，如果可以，就先保存模型。

機(jī)床參數(shù)項(xiàng)設(shè)置完成后，接著就是最重要的2個(gè)步驟，即程序和刀軌參數(shù)項(xiàng)設(shè)置、N/C數(shù)據(jù)定義項(xiàng)的設(shè)置，具體的步驟如下：

　　第1步進(jìn)行的是程序頭、尾的定義，將剛才保存的NC文件名作為程序頭，程序尾也以該NC文件名定義，并且在程序尾“END PGM$ mom_out-put_file_SaxisMill”程序行下添加一個(gè)塊來說明程序結(jié)束，即添加一個(gè)Text塊，說明STOP M30。在操作結(jié)束命令中需要在“End of Path”行中添加3個(gè)塊M09、M05、M01，并且將這3個(gè)塊設(shè)置為強(qiáng)制輸出。

　　第2步定義操作頭，便于后續(xù)檢查，保存上述操作以后，通過添加剛建立的后置處理文件到指定位置，并且保存。

　　第3步通過啟動NX打開一個(gè)零件來驗(yàn)證程序，查看程序頭和尾是否與設(shè)定的一致，如果一致，就可以進(jìn)行刀具設(shè)置了。由于在Heidenhain控制系統(tǒng)中，刀具重復(fù)調(diào)用時(shí)不會報(bào)警，因此將后置處理的刀具信息全部顯示出來，以便于檢查和程序分段執(zhí)行。這樣就需要更改程序和刀軌選項(xiàng)中的設(shè)置，以符合相應(yīng)的控制系統(tǒng)要求的格式。這里要注意的是，在設(shè)置“TOOL CALL T Z S”程序行時(shí)，在彈出對話框中需再加入2個(gè)Text塊：“DL+O”和“DR+O”，這樣機(jī)床在實(shí)際操作時(shí)就能方便地進(jìn)行刀具的微調(diào)工作。在用戶定制命令中加入一段程序，以使刀具信息顯示出來，具體程序如下：

　?。ㄒ陨鲜嵌x刀具的各個(gè)參數(shù)，比如刀具底部圓角半徑用mom_tool_comerl_radius定義，刀尖角度用mom_tool_point_angle定義）

　　根據(jù)需要加入預(yù)調(diào)刀，并調(diào)用備用零件模型進(jìn)行加工驗(yàn)證，查看彈出的刀具信息是否顯示正確。當(dāng)檢查正確無誤以后，進(jìn)行線性加工指令和圓弧加工指令的設(shè)定，更改程序里面的各行的指令，使其符合控制系統(tǒng)要求，這里需要特別注意的是，機(jī)床的操作系統(tǒng)不支持在運(yùn)動指令中直接改變主軸轉(zhuǎn)速，并且在Heidenhain控制系統(tǒng)中只支持在3個(gè)主平面內(nèi)進(jìn)行圓弧運(yùn)動，在此需寫一個(gè)用戶命令來確保程序的正確。這里利用MOM_force語句來強(qiáng)制輸出，并且用MOM_suppress語句抑制輸出，具體的程序如下：

　　完成上述程序以后根據(jù)要求調(diào)整快速運(yùn)動指令和徑向補(bǔ)償開關(guān)，接著利用已知模型對后置處理進(jìn)行驗(yàn)證修改。為了使斜面的加工編程可以按照正放平面的加工編程進(jìn)行，需要將零件上的斜面設(shè)定為工作平面，即設(shè)置坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。這里可以直接調(diào)用NX里面自帶的TCL程序來實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換。所調(diào)用的程序中的控制系統(tǒng)類型需要改成heidenhain_conv，同時(shí)修改里面的程序，以符合控制系統(tǒng)要求的格式。

　第4步建立一個(gè)銑后置處理，機(jī)床類型選擇車銑復(fù)合，然后根據(jù)這個(gè)新建的后置處理來完成Link Post的設(shè)置。將3個(gè)后置處理連接在一起后，根據(jù)要求生成后置處理刀軌，并且這個(gè)銑后置處理在程序和刀軌參數(shù)項(xiàng)設(shè)置和N/C數(shù)據(jù)定義項(xiàng)設(shè)置與剛才建立五軸帶-轉(zhuǎn)臺-擺頭的過程一致，如圖2所示。

    圖2 利用Link list得到的后置處理

　　第5步利用一個(gè)實(shí)例來對所得的后置處理程序進(jìn)行驗(yàn)證，如圖3所示，這個(gè)過程中可以得到每一工步的刀軌，同時(shí)進(jìn)行刀補(bǔ)和加工起始面設(shè)置，使零件得到合理加工。在彈出的窗口中可以查看具體的刀位信息。

    圖3 后置處理實(shí)例驗(yàn)證

5 結(jié)束語

　　對于一擺頭一轉(zhuǎn)臺的特殊五軸聯(lián)動加工中心需要進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用在斜面加工中，并且理清機(jī)床。B軸和C軸之間旋轉(zhuǎn)的角度變化是解決該后置處理問題的關(guān)鍵。對于車銑復(fù)合這一類后置處理，可以將機(jī)床的多種工作狀態(tài)分開處理，采用不同的后置處理與之對應(yīng)。利用Link Post技術(shù)，使實(shí)際編程人員看起來相當(dāng)于只用了一個(gè)后置處理，方便使用，效牢得到提高，從而大大降低了人工分開處理剪接可能引起的錯(cuò)誤。該方法對專用后置處理開發(fā)有借鑒意義。