模塊化程序設計方法在多軸加工中的應用

中航工業武漢航空儀表有限責任公司 （湖北 430074）張 慶

模塊化程序設計是計算機軟件工程中的一個術語。所謂模塊化是將一個待開發的軟件（或程序）分解成若干個小的簡單部分，每部分可獨立開發、測試、最后組裝成完整的程序。下面從兩個方面來闡明模塊化程序設計方法在多軸加工中的應用。

1.多軸定位加工

多軸定位加工是指在對工件的實際連續切削過程中，加工工件或刀具主軸方位并不隨切削的進給而改變，即機床的旋轉軸首先旋轉，將工件（針對具有旋轉工作臺的機床）或刀具主軸（針對具有旋轉主軸頭的機床）旋轉到一定方位，然后對工件進行類同于三軸的數控加工（見圖1）。

圖1

圖1左側所示外罩零件在六方面上需加工出一組方槽和孔，端面上對應處也需加工出一組方槽，適合五軸機床定位加工。按照常規編程思路須創建18個加工操作，切削刀路與操作導航器的幾何視圖如圖1所示。而采用模塊化程序設計方法首先劃分各加工模塊（見圖2），然后按各模塊進行編程，每個模塊是程序最基本的單位，模塊間的連接存在上、下級調用關系。圖3、圖4分別為子模塊1和子模塊2的切削刀路與操作導航器的幾何視圖。

圖2

圖3

圖4

2.可變軸曲面輪廓加工

可變軸曲面輪廓加工是指在對工件的實際連續切削過程中除提供X、Y、Z方向的線性移動外，還提供繞X軸、Y軸或Z軸的轉動，即對工件進行多軸聯動數控加工。

圖5是葉輪零件采用模塊化程序設計方法，加工首先劃分各加工模塊（見圖6），然后按各模塊進行編程，這里以調用葉片精加工子模塊為例，說明模塊化程序設計的運用方法，其主程序模塊程序如下：

圖5

圖6

3.結語

將模塊化程序設計方法應用到機械零件的數控多軸加工中，可以將復雜的編程問題“從大化小、分而治之”，其目的使編制的程序結構清晰，容易閱讀理解，便于調試和修改，適合多軸零件編程的整體開發。各個加工模塊分別由不同數控程序員編制，只要明確加工模塊之間的接口關系（加工坐標系、進、退刀點坐標位置等），各模塊內部加工編程細節的具體實現由每個程序員完成，而模塊之間不受影響。這樣，主模塊和子模塊的編程工作可并行進行，大大節約編程時間及節省后置處理生成的加工代碼程序的存儲空間。