五軸數控銑削加工后置處理及其加工編程

李昌寶

摘要：五軸聯動數控技術在一些比較復雜，精度要求比較高的零件加工方面有著非常重要的作用。當然，五軸聯動數控技術的優越性是離不開高質量的加工編程以及優異的后置處理程序的。五軸加工編程的制定要比三軸加工編程的制定困難的多，其復雜程度也是不一樣的。并且正是由于五軸加工后置處理的開發難度非常大，所以也就導致五軸加工技術的發展受到了很嚴重的制約。

關鍵詞：五軸數控技術;五軸加工;后置處理

中圖分類號：TG659?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）05-0048-01

Abstract：Five-axis?linkage?CNC?technology?plays?a?very?important?role?in?the?processing?of?some?relatively?complex?parts?with?high?precision?requirements.?Of?course，the?superiority?of?the?five-axis?linkage?CNC?technology?is?inseparable?from?high-quality?machining?programming?and?excellent?post-processing?programs.?The?formulation?of?five-axis?machining?programming?is?more?difficult?than?the?formulation?of?three-axis?machining?programming，and?its?complexity?is?also?different.?And?it?is?precisely?because?the?development?of?post-processing?of?five-axis?machining?is?very?difficult，so?the?development?of?five-axis?machining?technology?has?been?severely?restricted.

Key?words：Five-axis?CNC?technology;five-axis?machining;post-processing

五軸數控技術可以用在一些比較困難的復雜的零件當中，并且可以有效的避免刀具的干涉，但是這些三軸數控技術是很難做到的。在面對一些直紋面的加工的時候，利用五軸數控技術的話，可以直接采取一刀成型的方式，這樣對于加工質量來說是非常有效的，并且也能夠有效地提高加工的效率，也能夠保證到產品的精度是符合標準的，因為五軸加工可以完成一次裝夾。五軸加工是不太受空間限制的，可以完美的解決那些曲面的過渡區域需要加工的情況。因為五軸加工可以選取更大尺寸的刀具，并且刀具的剛性非常好。所以說，無論是在國內還是國外，五軸加工技術一直都是專家學者討論的一個熱點，并且西方國家也一直對我國的加工技術進行封鎖處理。因為有很多的先進的武器裝備都需要用到這種加工技術，比方說飛機，坦克等等，這些裝備的零件都離不開高性能的數控機床的加工。

1?數控編程技術的關鍵技術

1.1零件幾何建模。利用自動編程軟件才能夠完成復雜的零件的數控加工編程。首先要做到的一點就是要通過軟件來使被加工零件出現一個幾何模型。完成復雜的零件的模型的建立，我們需要注意的是曲線曲面的創立以及編輯技術。

1.2選擇合適的加工方案以及工藝參數。對于數控加工的加工效率以及最后的加工質量來說。加工方案的選定以及工藝參數的確定有著非常大的影響。在所有的需要確定參數當中，我們近些年來一直研究的重點就是刀具以及刀軸控制的方式，包括走刀路線的自動化選擇等等。

1.3刀具軌跡的生成。數控加工是非常復雜的一個工作，其中研究最為廣泛，最為深入的內容就是刀具的軌跡生成問題。對于零件加工的可能性以及質量來說，刀具軌跡能否生成直接決定了這些因素。如果想要生成有效的刀具軌跡的話，那么我們首先就要保證在施工的過程當中沒有任何干涉，沒有任何碰撞，并且軌跡是光滑的，代碼的質量是比較高的。

1.4數控加工仿真。在正式開始零件加工之前，我們必須要對整個數據加工工程進行一個仿真實驗的處理。尤其是針對那些多軸加工編程的時候，必須要進行仿真實驗，對其進行驗證。因為多軸加工過程當中刀具的運行是復雜的，所以在加工的過程當中很有可能會出現干涉和碰撞這樣的問題。但是我們通過數據加工進行仿真實驗的話，就可以來模擬加工的環境。能夠提前預示到程序當中會發生的一切錯誤，并且能夠做到優化加工程序的目的。可以有效的提高編程的質量，避免上述所說的問題。

1.5后置處理。在數控編程技術當中，后置處理是一個非常重要的內容。他可以把不包括機床信息的具體的數據轉化成一個可以控制的數控加工程序。一個運行有效的后置處理技術可以使我們的生產質量以及機床的可靠性變得更高。

2?后置處理技術概述

在cam系統當中，每一個機床的結構都是不同的，并且他的編程是具有獨立性的，對于這種自動生成的并且是相對于工件坐標系的刀位文件，我們將其稱之為前置處理。前置處理當中所產生的一些刀位文件是不可以用做驅動數控機床當中的。所以我們如果想要數控機床能夠執行命令的話，那么就需要把這些不能夠驅動數控機床的刀位文件轉化成可以去讓數控機床識別并且能夠去執行的數控程序。這個過程，我們將其稱之為后置處理。

3?后置處理的主要任務

3.1機床運動變換。通過五軸數控編程所生成的刀位數據是刀具相對于工件坐標系的刀心位置以及矢量數據。機床運動變換的作用其實就是根據每一個機床的具體的結果情況來把刀位數據轉換為機床在運動軸方面的運動數據。

3.2非線性運動誤差校驗。當cam系統對刀位數據進行計算的時候，刀位的實際運動點必須要為直線，因為這樣他才能夠和編程相符合。多坐標加工的時候，由于其非線性特點，所以說當個機床實際在運動的時候。實際刀位可能會嚴重的偏離我們所預估的直線。可以說必須要在加工的過程當中對誤差進行檢驗。如果實際出現的誤差超過了我們可承受的誤差的話，那么要及時的修正。

3.3進給速度校驗。進給速度指的就是在制作的過程當中，刀具接觸到的點或者是刀具所接觸的工件的表面，二者產生的相對速度。在一個多軸加工的工程當中。他的合成速度會因為回轉半徑的放大而導致它的平動軸的速度變換會變得非常的大。很大程度上會超出機床或者是刀具最大的負荷量。我們應該根據機床的速度以及加速度的能力來對其進行校驗以及修正。

3.4數控加工程序生成。數控加工程序的生成指的就是在加工的時候，數控機床可以根據數控系統所給出來的具體的指示格式，把機床在運動過程當中產生的數據來轉換成機床的一個程序代碼。后置處理在完成這個工作過程的時候，其實就是根據刀位的文件記錄的類型來把機床的坐標完成一個代碼的轉換，一直到刀位源文件的結束。

4?后置處理技術的發展

自20世紀50年代以后，后置處理現在已經成為了自動編程的一個非常重要的組成部分。面對不同的數控系統需要編制出不同的后置處理程序。正是由于數控系統的種類非常多，并且機床和機床之間的結構是不相同的，因此專用的后置程序可以達到上千種之多。隨著CAD?、CAM技術的不斷發展，在系統當中，大部分都配置了通用的后置處理模塊。

五軸加工領域機床具有多樣性、復雜性的特點。所以說在五軸加工領域中，后置處理現在已經成為了制約機床效率發揮的一個主要的因素。本文當中對后置處理、編程進行了相關的介紹。如果未來還想更的發揮五軸加工工藝的優勢，那么就必須對其工藝進行優化處理。

參考文獻：

[1]基于CATIA的5MC850-A五軸加工中心后置處理開發及驗證王冠?-?西安科技大學

[2]五軸數控機床通用后置處理系統平臺的研究與開發強亮?-?西安建筑科技大學