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2017年5月23日

五軸數控技術發展和后置處理的發展

我們一般性的將精工編程整個過程分為前置處理和后置處理兩個部分，將刀具路徑規劃以及刀軌計算過程稱之為前置處理；而將前置處理計算所得到的刀位數據轉換成具體機床的程序代碼來驅動具體精工機床進行精工加工，該過程稱為后置處理。

2017年5月23日

加工中心，簡稱CNC，是由機械硬件設備與精工系統組成的用于加工復雜形狀工件幾何體的高效率自動化機床。加工中心必須備有刀庫，具備換刀功能，對工件進行一次裝夾后可進行多個工序加工的機床。加工中心是高度機電一體化的設備，工件在裝夾之后，精工系統能控制機床按不同工序自動選擇、更換刀具、自動對刀、進給量、自動改變主軸轉速等，可連續完成鏜、銑、鉆、鉸等多種工序，因而可以大大減少工件的裝夾時間、機床調整和測量等輔助工序時間，對加工形狀比較復雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經濟效果[16]。

2017年5月23日

2.2五軸加工中心類型

隨著機械工業的發展，機械零部件的復雜程度也不斷加大，像一些模具類或一些復雜曲面造型的零件用三軸加工中心實現起來就會更困難。而對于特別復雜，或是形位公差等要求比較苛刻的復雜零件加工，甚至要求一次裝夾來完成加工的的話，四軸加工中心也不能完全滿足要求，這樣就需要使用五軸精工加工中心。五軸加工中心有高精度、高效率的特點，工件的一次裝夾就可以完成五個自由度的加工。若配以五軸聯動的高檔精工系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像飛機結構件、汽車零部件等模具的加工[21]。五軸精工機床的使用，更容易實現工件的裝夾，無需特殊的夾具酒可把工件按照要求安裝在合適的位置，避免多次重復裝夾，同時也提高了工件加工的精度[22]。此外，由于五軸精工機床在加工中對刀具無特殊要求，所以刀具成本也進一步降低。這樣采用五軸精工機床加工工件可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。盡管五軸數控機床的結構千差萬別，而其最常見、最基本的形式卻可以按照結構特點的不同大致分為三大類。

2017年5月23日

4.4后置處理使用實例

本章主要介紹了 UG的后置處理模塊以及機床控制系統的參數，并且根據加工中心的相關參數制定了特定機床專用的后置處理器。為了驗證后置處理器的可用性，本文采用對具有復雜空間曲面的葉輪進行CAM編程加工，設定一系列工序并生成刀位位置源文件，通過剛制定的專用后置處理器對刀位位置源文件進行后置處理，生成能夠直接運用到精工機床進行機械加工的精工G代碼文件。

2017年5月23日

5.2VERICUT的優勢與特色

VERICUT軟件與一般CAM軟件的區別：VERICUT是仿真加工軟件，不能生成數控程序，但是可以模擬G代碼程序，包括子程序、宏程序、循環、跳轉、變量等；一般 CAM軟件只是模擬刀軌或中間文件[46]。此外VERICUT軟件能仿真機床加工，進行碰撞檢查，仿真后能對切削模型進行尺寸分析，還能對切削速度進行優化，并輸出仿真模型文件，以及生成工藝文件報表，這些都是一般CAM軟件無法完成的任務。

2017年5月23日

5.5數控G代碼仿真驗證

本章介紹了機床仿真技術常用到的相關軟件VERICUT的基本功能，調研V255 加工中心的結構及其相關參數。并且根據加工中心的相關參數用VERICUT構建了機床的虛擬仿真加工環境，通過對葉輪的仿真加工驗證后置處理器生成的精工G代碼的可用性，進而驗證后置處理器的可靠性。

2017年5月23日

五軸加工中心后置處理技術

在UG中加工模塊的主要功能是創建工件幾何體加工的刀具路徑[23]。但是在加工模塊中生成的刀具軌跡路徑如果不經后置處理就無法直接應用到精工機床上進行工件加工 [24]。這是因為不同的機床廠家生產的各種機床運行條件是不完全相同的，有些機床的旋轉軸是水平放置，而另一些機床的旋轉軸為豎直放置，還有的一些機床在進行加工時卻可以實現多軸聯動等。并且各種機床所使用到的控制系統也不盡相同，對于同一功能，在不同的精工系統中其精工代碼也不完全相同。這些與特定的機床相關的信息，卻并不包含在刀具位置源文件中。因此刀具位置源文件在進行加工之前必須進行相關的后置處理，以適應不同機床和控制系統的特殊要求。這種根據各種機床的參數格式化前置處理生成的刀具位置源文件，并生成可以直接應用于機床加工的NC代碼的過程稱之為后置處理[25]。

2017年5月23日

基于UG的V255加工中心后置處理

在各種CAM軟件中的前置處理中都可以生成用于零件加工的刀軌，刀軌文件中主要包含切削點刀心數據的GOTO語句，還有可以控制機床的其他各種指令信息。但是因為每臺機床的控制系統對程序格式和指令的要求都有所不同，比如對同一行中的不同G 代碼的輸出順序可能有所不同，這樣，在前置處理過程中生成的刀軌文件就不能直接用于機床的驅動，所以，刀軌文件必須經過處理計算，才能符合某一機床的控制系統的要求。這個處理計算過程就是“后處理”[3(5]。后處理的過程要具備兩個基本的要素：第一是要有刀軌文件，一般由CAM軟件生成，本文是應用UG的CAM功能生成UG的內部刀軌[31]。第二是后處理器，它是一個包含機床以及控制系統相關信息的處理程序，它的主要作用是讀取刀軌文件中的刀軌數據，再轉化為能直接用于驅動機床的精工代碼。

2017年5月23日

5.4刀具庫的建立

刀柄的建立就要棍據機床所使用的不同規格的套筒，按照具體的尺寸，在VERICUT 刀具庫中進行定義。一般先在常規的三維軟件中構建結構比較復雜的刀柄的模型，再通過STL.等格式文件導入VERICUT中方式，在VERICUT軟件中定義。另外角度頭也可以在刀具庫中定義，這時要勾選跟主軸旋轉選項，用來控制角度頭模型是否和主軸一起旋轉。

2017年5月23日

2.3V255加工中心簡介

V255屬于雙轉臺類型的立式加工中心，其具有五個可以自由移動的軸分別為沿X、Y、Z三個方向直線運動的直線軸X軸Y軸Z軸以及沿X、Z軸線旋轉的旋轉軸A軸和C軸，其工作臺結構如圖2.5所示。

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五軸數控技術發展和后置處理的發展

2.1加工中心概述

2.2五軸加工中心類型

4.4后置處理使用實例

5.2VERICUT的優勢與特色

5.5數控G代碼仿真驗證

五軸加工中心后置處理技術

基于UG的V255加工中心后置處理

5.4刀具庫的建立

2.3V255加工中心簡介