SAJO系列五坐標(biāo)加工中心轉(zhuǎn)換編程技術(shù)

張家晟 楊軼博 姚紅梅

（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

1 編程原理

1.1 框架變量

1.1.1 通過框架變量轉(zhuǎn)換坐標(biāo)（$P_IFRAME）

應(yīng)用框架語言中“通過框架變量轉(zhuǎn)換坐標(biāo)”功能，通過定義下列坐標(biāo)系：（如圖1所示）

MKS:機床坐標(biāo)系

BKS:基準(zhǔn)坐標(biāo)系

BNS:基準(zhǔn)零點坐標(biāo)系

ENS:可設(shè)定的零點坐標(biāo)系

WKS:工件坐標(biāo)系

可以用預(yù)定義的框架變量確定坐標(biāo)系。（預(yù)定義的框架變量已經(jīng)在控制器的語言中規(guī)定了相應(yīng)的含義，并可以在NC程序中進(jìn)行處理）

$P_IFRAME指令包含由G54定義的平移、旋轉(zhuǎn)、比例和鏡像。當(dāng)前可設(shè)定的框架變量，建立基準(zhǔn)零點坐標(biāo)系（BNS）和可設(shè)定零點坐標(biāo)系（ENS）之間的關(guān)系（如圖2所示）。

1.1.2 給框架變量/框架賦值（RT、ROT）

通過讀取和修改框架（TR， FI，RT， SC， MI）組件可以實現(xiàn)對某個框架的各個數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，例如某個特定的位移值或者旋轉(zhuǎn)角度。這些值可以修改，或者賦值給另一個變量。

編程方式及說明如下:

（1）R10=$P_UIFR[$P_

表1

注：RT旋轉(zhuǎn)的數(shù)值范圍圍繞第1個幾何軸旋轉(zhuǎn)： -180°～+180°；圍繞第2個幾何軸旋轉(zhuǎn)：-89.999°～ +90°；圍繞第3個幾何軸旋轉(zhuǎn)；-180°～+180°。UIFNUM， X， RT]（表示從當(dāng)前的可設(shè)置零點位移 $P_UIFRNUM得出的圍繞X軸的旋轉(zhuǎn)角度RT應(yīng)當(dāng)賦給變量R10）

（2）R12=$P_UIFR[25， Z， TR]（表示從已設(shè)置的編號為25的框架的數(shù)據(jù)集得出的Z軸中的位移值TR應(yīng)當(dāng)賦給變量R12）

（3）R15=$P_ UIFRNUM [Y， TR]（表示給變量R15賦值Y軸的偏移值TR，在當(dāng)前可編程的框架中）

參數(shù)說明：

（1）$P_UIFRNUM 表示使用該變量可以自動建立與當(dāng)前可設(shè)定零點偏移坐標(biāo)系的聯(lián)系。

（2）P_UIFR[n， …， …]表示通過給出框架號n，從而使用可設(shè)定框架n對需要讀出或者修改的分量的說明。

1.2 定向轉(zhuǎn)換指令

三軸、四軸和五軸轉(zhuǎn)換（TRAORI）當(dāng)加工空間曲面時，為了獲得最佳切削條件，刀具的定位角可以修改（如圖3所示）。

確定框架旋轉(zhuǎn)（ROT， ROTS，TOFRAME， TOROT， PAROT）可以按照用戶的特殊要求通過框架旋轉(zhuǎn)來定義空間中的定向。

TRAORI激活第一個約定的方向轉(zhuǎn)換；TRAORI（n）激活用n約定的方向轉(zhuǎn)換；n 轉(zhuǎn)換的編號（n = 1或者2），TRAORI（1）與方向轉(zhuǎn)換一相同；X，Y，Z 刀具所指向的定向矢量分量；A，B旋轉(zhuǎn)軸的可編程偏移；TRAFOOF 關(guān)閉轉(zhuǎn)換。刀具定向視刀具的所選定向方向而定，必須在NC程序中對激活的工作平面 （G17，G18， G19） 進(jìn)行調(diào)整，使得刀具長度補償在刀具定向的方向中有效。

圖1

圖2

圖3

在接通轉(zhuǎn)換之后位置說明（X，Y，Z）總是和刀尖有關(guān)，定向轉(zhuǎn)換總是從刀尖指向刀具安裝位置。修改參與轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)軸的位置會導(dǎo)致其余加工軸也進(jìn)行這樣的補償運動，使得刀尖的位置保持不變。

2 修訂UG后處理文件

重新設(shè)置對應(yīng)程序的UG后處理文件主要分為以下幾步：

（1）啟動UG NX6.0后處理構(gòu)造器

（2）選擇輸出單位、機床類型及控制系統(tǒng)

（3）輸入X、Y、Z最大行程、最小分辨率和最大進(jìn)給率

（4）將第四軸至第五軸距離及第五軸至第四軸距離清零

（5）設(shè)置程序開始信息，設(shè)置刀尖跟蹤指令

（6）按G54初始角度選轉(zhuǎn)加工坐標(biāo)系

（7）X、Y、Z設(shè) 置為按刀位文件輸出

（8）取消刀尖跟蹤和加工坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，設(shè)置程序結(jié)束信息

3 編程示例

；%_N_SS3368_MPF

；$PATH=/_N_WKS_DIR/_N_/S10_15_3060D_160/_WPD

；filepath:（E:jingxiYOUHUA01_C.prt）

；rev:-

N0010 DEF INTERROR

N0020 FGROUP（X2，Y2，Z2，A，B）

N0030 G40 G17 G94 G64 G90 ORIC

N0040；----------OPERATION NAME:SIX_GROOVE------------

N0050 T=”T_D20R3”

N0060 TC

N0070 G54 D1

N0080 G00 Z700. A0.0

N0090 G00 X0.0 Y500.

N0100 A17.19 B4.095

N0110 TRAORI //激活第一個約定的方向轉(zhuǎn)換

N0120 AROTY=$P_UIFR[$P_UIFRNUM，B，TR]//從當(dāng)前的可設(shè)置零點位

移 $P_UIFRNUM得出的圍繞B軸

的旋轉(zhuǎn)角度TR應(yīng)當(dāng)賦給變量旋

轉(zhuǎn)Y軸

N0130 X42.016 Y334.449 Z381.788 S900 M03

N0140 X35.195 Y364.004 Z286.499

N0150 G01 X19.986 Y357.744 Z279.185 M08 F280.

N0160X19.986Y357.771Z279.194F25.

N0170X19.987Y357.826Z279.21 1F120.

……

N9690X-19.979Y388.561Z289.792F135.

N9700 G00 X-26.55 Y359.006 Z385.099

N9710 TRAFOOF //關(guān)閉轉(zhuǎn)換

N9720 ROT //關(guān)閉旋轉(zhuǎn)

N9730 WRITE（ERROR，”CUTTIME”，”SS3368:”<<$AC_CYCLE_TIME）

N9740 M02

根據(jù)機床運動，CNC程序中的位置和方向數(shù)據(jù)將產(chǎn)生正確的運動。當(dāng)計算進(jìn)給運動時，考慮當(dāng)前的刀具長度不帶TRAORI的情況下控制系統(tǒng)不考慮刀具長度，它圍繞軸的旋轉(zhuǎn)的中心旋轉(zhuǎn)。刀尖將移出其所在位置，并不再固定。帶有TRAORI的情況下控制系統(tǒng)只改變方向，刀尖位置仍保持不變。在X、Y、Z上必要的補償運動已被自動計算進(jìn)去。

結(jié)語

通過840D系統(tǒng)“框架變量”、“定向轉(zhuǎn)換”等高級編程語言的高效編程，實現(xiàn)了同一種數(shù)控程序的通用，減少了技術(shù)人員的編程工作量，大幅提高了生產(chǎn)安排的靈活性。但此種編程方式由于坐標(biāo)系的變換比較頻繁，會使刀軸擺動較大，建議要特別注意刀具的夾持，推薦使用刀尖跟蹤功能，提升對刀具使用風(fēng)險的防范能力。

[1]西門子編程手冊[Z]，2004.

[2]李維.UG NX7.5數(shù)控變成工藝師基礎(chǔ)與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.

[3]云杰漫步教研室.UG NX7.0中文版基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.