基于UG POST的臥式雙工位四軸加工中心后處理定制

王鈞，李瑋，李小鵬，郭志偉，魏新宇，劉斌

(1.西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通學(xué)院，云南昆明 650224；2.中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司，福建廈門 361000)

0 前言

具備雙工位的四軸聯(lián)動(dòng)加工中心，能實(shí)現(xiàn)任意空間的四軸聯(lián)動(dòng)加工，并且具備雙工位，在第一次加工完成以后能夠換至另外一個(gè)工位，減少了裝夾時(shí)間。其性能優(yōu)良、工藝廣泛、精度高、可靠性高、生產(chǎn)率高。在工件一次裝夾后可連續(xù)完成銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸及攻絲等多種工序的粗加工和精加工。特別適合于箱體零件、盤件、模具等復(fù)雜零件的加工，是航天、航空、軍工、汽車、環(huán)保、模具等機(jī)械制造工業(yè)的理想加工設(shè)備。

但是在此類機(jī)床的使用過程中，除了能夠正常運(yùn)行四軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)和進(jìn)退刀動(dòng)作以外，還存在著加工坐標(biāo)差異性、避讓平面不同、雙工位切換安全判斷等問題。除此以外機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸為機(jī)床底座，由于底座較大，所以使用的是雙導(dǎo)程渦輪蝸桿減速器，由于臥式加工中心底座受力較大，在四軸聯(lián)動(dòng)和不聯(lián)動(dòng)的情況下，分別需要配合鎖定和松開指令，并且鎖定四軸和不鎖定四軸時(shí)機(jī)床的底座高度還會(huì)發(fā)生變化。而上述問題需要在數(shù)控編程后的后處理中通過專門定制命令實(shí)現(xiàn)其功能。

1 臥式加工中心介紹

以沈陽機(jī)床廠生產(chǎn)的TH6350加工中心為研究對(duì)象，該機(jī)床結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，其X軸行程為800 mm，Y軸行程1 600 mm，Z軸650 mm，以上3個(gè)軸的最大進(jìn)給速度為10 000 mm/min，重復(fù)定位精度為0.08 mm。旋轉(zhuǎn)軸B繞Y軸旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，最小分度為3°，最大進(jìn)給速度為5 rad/min。該機(jī)床配備了交換站，交換站可以通過升降旋轉(zhuǎn)的方式將兩個(gè)工作臺(tái)進(jìn)行互換。除此以外，機(jī)床配備了32把BT50的刀庫，機(jī)床可以自動(dòng)進(jìn)行刀具的更換[1]。

如圖2所示，雙導(dǎo)程蝸輪蝸桿將旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)傳輸?shù)焦ぷ髋_(tái)上。由于工作臺(tái)本身質(zhì)量比較大，再加上工件的安裝導(dǎo)致質(zhì)量更大，多導(dǎo)程的蝸輪蝸桿反向自鎖性不強(qiáng)，如果不聯(lián)動(dòng)加工，機(jī)床的底座勢(shì)必會(huì)在切削力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，影響加工精度。為了克服上述問題，臥式加工中心的工作臺(tái)必須有以下兩種位置：

圖2 工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意

(1)不需要四軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)，工作臺(tái)夾緊機(jī)構(gòu)中的定位銷固定，并且夾緊機(jī)構(gòu)鎖死，此時(shí)工作臺(tái)只能移動(dòng)，不能旋轉(zhuǎn)。

(2)當(dāng)需要四軸聯(lián)動(dòng)時(shí)，夾緊機(jī)構(gòu)打開，定位銷下落，滑座在液壓動(dòng)力下將工作臺(tái)頂起，此時(shí)工作臺(tái)不受定位銷的限制，可以旋轉(zhuǎn)。

工作臺(tái)在上升和下降兩種情況下Y方向的數(shù)值差距有15 mm，如此巨大的誤差是數(shù)控精密加工不允許的，所以在加工時(shí)需要先判斷需不需要四軸聯(lián)動(dòng)，然后將底座調(diào)整好，再對(duì)刀工作，從而避免誤差。

2 后處理核心解決的問題

臥式加工中心由于其結(jié)構(gòu)方式和立式加工中心完全不同，導(dǎo)致了加工過程中的危險(xiǎn)系數(shù)也顯著提高，其中臥式加工中心的四軸聯(lián)動(dòng)和立式機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸方向以及聯(lián)動(dòng)方式都不一樣。其次，由于工作臺(tái)上升下降兩種情況導(dǎo)致的高度差異，所以需要在后處理中判斷是否需要四軸聯(lián)動(dòng)。除此以外，旋轉(zhuǎn)軸和托盤站在回原點(diǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生碰撞，還有當(dāng)臥式加工中心在加工內(nèi)凹產(chǎn)品時(shí)如果停止所有程序會(huì)導(dǎo)致底座下落、撞壞刀具和工件等問題都是此次后處理定制的主要困難[2-3]。

2.1 整體插補(bǔ)及其運(yùn)動(dòng)問題

程序運(yùn)動(dòng)分為兩部分：一部分為實(shí)際參與加工的路徑；另外一部分為輔助運(yùn)動(dòng)路徑，用于幫助其進(jìn)退刀、移動(dòng)刀具。在后處理中，需要將整個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡串聯(lián)起來，最終形成整個(gè)加工刀軌。圖3所示是整個(gè)后處理的邏輯圖，其中包括機(jī)床的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)設(shè)置；刀具的進(jìn)刀參數(shù)設(shè)置，包括進(jìn)給方式、速度配比、刀軸優(yōu)先程度；輔助加工代碼在程序中起輔助作用，配合定義機(jī)床指標(biāo)如公制、補(bǔ)償是否打開等；程序頭%和程序的行號(hào)等是程序的既定規(guī)則，需要按照機(jī)床的要求進(jìn)行設(shè)置；G代碼和M代碼用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床內(nèi)部寄存器的程序完成相應(yīng)動(dòng)作。完成上述以后才能根據(jù)軟件中的刀具路徑設(shè)置插補(bǔ)代碼；其中后處理還需要考慮到退刀危險(xiǎn)等情況，整個(gè)后處理的插補(bǔ)需要對(duì)整體邏輯完成構(gòu)建[4-5]。

圖3 后處理整體邏輯圖

2.2 自動(dòng)判斷四軸聯(lián)動(dòng)

如圖4所示，當(dāng)需要四軸聯(lián)動(dòng)時(shí)底座會(huì)在液壓驅(qū)動(dòng)下上升，當(dāng)不需要四軸聯(lián)動(dòng)時(shí)底座會(huì)固定在原位置。由于上升導(dǎo)致的位移偏差需要在對(duì)刀時(shí)就解決，否則會(huì)出現(xiàn)坐標(biāo)偏差。所以在后處理中需要能夠自動(dòng)判斷程序是否需要進(jìn)行四軸聯(lián)動(dòng)，從而輸出底座是否聯(lián)動(dòng)的指令，提前做好對(duì)刀工作，避免誤差。

圖4 旋轉(zhuǎn)底座位置示意

2.3 回原點(diǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)軸和托盤站之間的碰撞

如圖5所示，圖中的雙工作底座中右邊的底座已經(jīng)完成回原點(diǎn)，在正方形的底座上有一塊凸出塊，圖中用紅色的1表示，這個(gè)塊正好可以卡入凹槽限位塊中，圖中用藍(lán)色的2表示；而左邊的底座還沒有卡入凹槽中。這樣的結(jié)構(gòu)是為了保證旋轉(zhuǎn)底座和機(jī)床整體保持固定的旋轉(zhuǎn)角度回原點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。

圖5 旋轉(zhuǎn)座回原點(diǎn)示意

但是上述設(shè)計(jì)不可避免地會(huì)出現(xiàn)回原點(diǎn)時(shí)旋轉(zhuǎn)軸和托盤站之間的碰撞問題。從圖5可以看出：當(dāng)B軸也就是機(jī)床旋轉(zhuǎn)底座回原點(diǎn)時(shí)，必須使底座的凸塊準(zhǔn)確地朝向凹槽，并且需要B軸先旋轉(zhuǎn)到位，再做Z軸的回原點(diǎn)動(dòng)作。如果不按以上順序回原點(diǎn)，則凸塊不能正好插入凹型定位塊中，很可能和托盤站或者和凹型定位塊發(fā)生碰撞，嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)床的損壞。該問題是在臥式加工中心的后處理中需要解決的重點(diǎn)問題。

2.4 發(fā)生錯(cuò)誤加工后的暫停風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

在實(shí)際加工中，在加工內(nèi)凹工件時(shí)，如果出現(xiàn)加工到一半突然發(fā)現(xiàn)問題、需要停止加工的時(shí)候，一般會(huì)按下機(jī)床的RST鍵，但是一旦按下這個(gè)按鈕，首先機(jī)床會(huì)停下來，最主要的是，如果此時(shí)處于四軸聯(lián)動(dòng)和內(nèi)凹件加工，一旦按下停止按鈕以后，上述講到的液壓為動(dòng)力將底座抬起的功能也會(huì)取消，然而此時(shí)刀具如圖6所示還插入在內(nèi)凹件的腔體內(nèi)部，一旦此命令取消底座下落就會(huì)撞到刀具，輕則斷刀，重則主軸受損。一般臥式加工中心都在百萬左右，會(huì)造成巨大的損失。

圖6 暫停加工風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避情況示意

2.5 RTCP輸出加工中心位置數(shù)據(jù)

在實(shí)際的四軸聯(lián)動(dòng)加工中涉及到刀尖跟隨(RTCP)問題，在四軸加工中編程的工件坐標(biāo)位置必須要和機(jī)床的回轉(zhuǎn)原點(diǎn)保持一致。如圖7所示，X、Y、Z坐標(biāo)表示機(jī)床的旋轉(zhuǎn)原點(diǎn)(理論坐標(biāo))，XC、YC、ZC為工件的實(shí)際坐標(biāo)。一般來說四軸加工機(jī)床都不具備自動(dòng)RTCP功能[6-7]，所以在裝夾時(shí)工件坐標(biāo)必須盡量和理論坐標(biāo)保持一致，在后處理中能夠自動(dòng)輸出工件的位置坐標(biāo)對(duì)于機(jī)床加工具有很重要的輔助作用。

圖7 實(shí)際坐標(biāo)和理論坐標(biāo)示意

3 后處理定制

3.1 整體插補(bǔ)及其運(yùn)動(dòng)定制

如圖8所示，整個(gè)后處理的邏輯指令包括4個(gè)部分：起始動(dòng)作、機(jī)床控制、機(jī)床運(yùn)動(dòng)、返回動(dòng)作，4個(gè)部分中包含著機(jī)床整體運(yùn)動(dòng)的必要包含參數(shù)。在整體的參數(shù)運(yùn)動(dòng)過程中要定義某個(gè)指令需要用到TLC語言進(jìn)行命令[8-9]，此部分篇幅較大，屬于基礎(chǔ)部分，本文作者將核心模塊代碼使用圖標(biāo)進(jìn)行羅列。

圖8 后處理整體插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)指令邏輯圖

如：定義出發(fā)點(diǎn)移動(dòng)需要用到TCL語言命令(global mom_feed_rate mom_feed_rate_per_rev mom_motion_type mom_kin_max_fpm)聲明出發(fā)點(diǎn)移動(dòng)的位置和速率；(COOLANT_SET ; CUTCOM_SET ; SPINDLE_SET ; RAPID_SET)定制第一次移動(dòng)的冷卻液是否打開、切削坐標(biāo)位置、主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定、進(jìn)給速度設(shè)置。

如上述所述的要設(shè)置第一次移動(dòng)需要設(shè)置相應(yīng)的TCL語言，如果整體參數(shù)都需要設(shè)置則定制程序就會(huì)很繁瑣，所以后處理構(gòu)造器將常用的邏輯指令進(jìn)行了封裝，直接調(diào)用就可以，所以設(shè)置第一次移動(dòng)直接調(diào)用{proc MOM_from_move}命令就可以實(shí)現(xiàn)，不必再去寫，所有的指令都在圖8中展示其調(diào)用指令。但是對(duì)于一些特殊的命令，依然需要定制。

3.2 判斷是否需要四軸聯(lián)動(dòng)指令定制

機(jī)床的第四軸是否需要四軸聯(lián)動(dòng)主要是判斷其輸出兩個(gè)機(jī)床特定的指令(M55)B軸夾緊和(M65)B軸松開。夾緊時(shí)底座處于下落狀態(tài)，松開時(shí)B軸在液壓為動(dòng)力的情況下上升，后處理通過自動(dòng)判斷程序中是否有四軸聯(lián)動(dòng)從而自動(dòng)判斷輸出M55和M56來實(shí)現(xiàn)該功能[10]。

特殊的命令就和上述不一致，需要進(jìn)行定制。如圖9所示：首先聲明兩個(gè)變量為i和1，當(dāng)判斷“Variable-axis Surface Contouring”(變軸曲面輪廓)也就是判斷程序中是否有第四軸的運(yùn)動(dòng)軌跡，如果存在其數(shù)值等于1，則輸出第一個(gè)命令M55，第四軸鎖死；如果不存在則輸出第二個(gè)命令M65，第四軸松開。

圖9 自動(dòng)判斷是否鎖死定制命令

3.3 旋轉(zhuǎn)軸和托盤站的碰撞問題

旋轉(zhuǎn)軸和托盤站的碰撞問題主要存在以下2種情況：

(1)回原點(diǎn)時(shí)，B軸工作臺(tái)還沒有回到原點(diǎn)，但是Z軸已經(jīng)到位，還在旋轉(zhuǎn)的B軸工作臺(tái)上的凸塊會(huì)和定位槽發(fā)生碰撞。

(2)加工物體過大，Z軸的行程過于靠后，加工旋轉(zhuǎn)過程中B軸工作臺(tái)上的凸塊和定位塊發(fā)生碰撞。

要解決上述問題需要對(duì)程序做定制處理。如圖10所示，既然B軸和Z軸在回原點(diǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)碰撞干涉，在回原點(diǎn)之前對(duì)程序做一個(gè)判斷，首先使用“mom_out_angle_pos(0):＄mom_out_angle_pos(0)”命令聲明旋轉(zhuǎn)軸的變量，也就是文中的B軸，完成以后做判斷，使用指令if { [info exists mom_prev_out_angle_pos(0)] }當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸先回零以后，再輸出set clamp1 G91G30Z0，讓Z軸回原點(diǎn)。這樣的判斷方法就可以解決上述的第一類碰撞問題，但是第二類，如果加工過程中超過行程的碰撞則無法解決，需要再做定制。

圖10 避免回原點(diǎn)碰撞定制命令

第二類碰撞情況需要從機(jī)床的坐標(biāo)入手，機(jī)床說明書標(biāo)稱機(jī)床的Z軸最大行程為650 mm，機(jī)床自帶光柵尺反饋的行程數(shù)據(jù)為661.68 mm，到達(dá)661.68 mm機(jī)床則回到Z軸的機(jī)械原點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量，當(dāng)Z軸的坐標(biāo)達(dá)到570 mm左右時(shí)B軸一旦旋轉(zhuǎn)，則可能碰撞到限位塊。所以根據(jù)上述的測(cè)試數(shù)據(jù)如圖11所示，使用指令if {＄mom_out_pos(3) >"570."做判斷，如果pos(3)Z軸的絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)值超過570 mm則輸出報(bào)警(MOM_output_to_listing_device "B軸超過限制，為了避免碰撞，請(qǐng)檢查程序")。

圖11 報(bào)警命令示意

需要注意的是該指令出現(xiàn)在軟件編程以后進(jìn)行后處理時(shí)的軟件界面上，但是程序依然是會(huì)輸出的，需要編程者在接收到警報(bào)以后自己做判斷。該程序無法在機(jī)床的數(shù)控面板上表示，因?yàn)楹芏鄧?guó)外的數(shù)控系統(tǒng)在顯示中文時(shí)都會(huì)亂碼，但是只要看到警報(bào)就做修改，此種危險(xiǎn)亦可避免。

3.4 暫停風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

如圖12所示，正常四軸聯(lián)動(dòng)加工時(shí)B軸松開，整體機(jī)構(gòu)上升。如果正在加工時(shí)操作人員判斷機(jī)床加工過程有誤，按下RST取消加工按鈕，機(jī)床的所有程序?qū)⑷咳∠?，上述?.2節(jié)中的M65指令也會(huì)隨之取消，B軸的底座會(huì)迅速下落，但是此時(shí)加工內(nèi)凹的工件，刀具還在其凹槽中未拔出，所以此時(shí)工件就會(huì)和未抽出的刀具發(fā)生碰撞，并且這種碰撞非常危險(xiǎn)，直徑小的刀具可能會(huì)折斷，如果刀具直徑較大可能直接使機(jī)床的主軸損壞，造成非常嚴(yán)重的后果。

圖12 碰撞情況示意

按照實(shí)際加工的嚴(yán)謹(jǐn)思維來看，上述這一類問題沒有辦法在程序中和后處理中避免，因?yàn)槌绦虿⒉恢啦僮魅藛T會(huì)在何時(shí)按下停止按鈕，所以在后處理中只能在程序中產(chǎn)生預(yù)警提示指令。當(dāng)加工內(nèi)凹件時(shí)提示操作人員，如果要停止，只能先暫停(pause)，手動(dòng)將Z軸移出后再做停止(RST)。

這一個(gè)提示模塊的后處理定制的關(guān)鍵問題就在于如何判斷在加工凹型零件。如圖13所示，后處理無法判斷其屬不屬于凹型零件，但是從零件特征來看，圖13(a)所示的凹型加工由于內(nèi)部是有材料的，刀具不能直接插入，所以會(huì)使用螺旋進(jìn)刀的方法來減少進(jìn)刀時(shí)的切削力，而圖13(b)所示的凸型零件則不需要，所以從這一點(diǎn)入手就可以使用后處理判斷零件是不是凹型零件。

圖13 凹型(a)和凸型(b)零件刀具路徑差別示意

判斷是否是螺旋進(jìn)刀也是比較困難的，因?yàn)槁菪M(jìn)刀也是通過坐標(biāo)關(guān)系表達(dá)的，沒有直接可以調(diào)用和定制的命令。通過長(zhǎng)時(shí)間實(shí)踐總結(jié)，發(fā)現(xiàn)了以下的兩個(gè)規(guī)律。

(1)從邏輯上來看，刀具進(jìn)刀的時(shí)候如果是螺旋進(jìn)刀則程序中會(huì)出現(xiàn)I、J、K指令，如果是凹型則不會(huì)。

(2)這段程序只會(huì)出現(xiàn)在進(jìn)刀的這一部分，其余部分不算。

基于上述的兩個(gè)特征，如圖14所示，只在程序進(jìn)刀的這一個(gè)模塊定制指令，其余部分不判斷，這樣就能限制住第二個(gè)條件。

圖14 凹型進(jìn)刀判斷示意

如圖15所示，通過指令if { [string compare "none" ＄mom_sys_helix_pitch_type] } {MOM_force once I J K}判斷在上述區(qū)間內(nèi)如果出現(xiàn)了I、J、K，并且通過圓弧進(jìn)刀插補(bǔ)的程序檢測(cè)后就可以確定，該程序是凹型程序，如果兩者滿足則輸出“警告：程序中存在凹型零件，請(qǐng)?jiān)谕Ｖ箷r(shí)退出Z軸”。以此提醒加工操作人員，避免此類問題的出現(xiàn)。

圖15 螺旋進(jìn)刀I、J、K判斷示意

但總結(jié)以上，此種方法也只能輔助避免，程序是無法檢測(cè)到操作人員何時(shí)想要停止的，請(qǐng)讀者謹(jǐn)記。

綜上所述，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，上述的方案可以很好解決臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心的幾個(gè)痛點(diǎn)問題。為了說明此方案的正確性，還需要做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

為了驗(yàn)證文中的后處理是正確的，此種后處理定制方法能夠?yàn)榕P式加工中心提供良好的后處理定制技術(shù)支持，還需要實(shí)際上機(jī)加工，以驗(yàn)證其正確性和可靠性[11-12]。

如圖16所示，使用的驗(yàn)證模型為大力神杯。使用該模型主要有以下幾點(diǎn)原因：

圖16 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型

(1)該模型是典型的至少四軸聯(lián)動(dòng)才能加工的模型，該模型能夠很好地驗(yàn)證后處理是否能夠進(jìn)行四軸聯(lián)動(dòng)。

(2)大多數(shù)的四軸聯(lián)動(dòng)都只能走直線、圓弧，空間的四軸聯(lián)動(dòng)還涉及多曲線等問題，大力神杯能夠很好地驗(yàn)證路徑的正確性。

(3)該模型也會(huì)涉及到定軸開粗和四軸聯(lián)動(dòng)配合，可以很好地檢驗(yàn)其B軸鎖死和松開兩種狀態(tài)下的配合效果。

(4)該模型屬于頭部大、下身小的零件。和上文講到的凹型零件相似，突然停止也會(huì)發(fā)生碰撞，也可以借此檢驗(yàn)。

綜上所述，使用大力神杯對(duì)臥式加工中心的定制開發(fā)后處理進(jìn)行檢測(cè)，能夠全方面地對(duì)后處理的正確性進(jìn)行驗(yàn)證。

4.2 實(shí)驗(yàn)加工工藝

如表1所示，對(duì)驗(yàn)證加工的工藝進(jìn)行了安排：

表1 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)加工工藝

(1)第1、2兩個(gè)工序的程序主要進(jìn)行定軸開粗，檢驗(yàn)后處理在M55鎖定狀態(tài)下的正確性。

(2)第3～6段程序檢驗(yàn)使用四軸聯(lián)動(dòng)情況先后處理M55B軸鎖定和M65B軸松開聯(lián)動(dòng)的切換和四軸聯(lián)動(dòng)加工的插補(bǔ)正確性。

(3)第7段是固定軸連續(xù)循環(huán)加工，檢驗(yàn)不帶RTCP狀態(tài)下的四軸機(jī)床的后處理正確性。

4.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)象編對(duì)象

如圖17所示，展示了大力神杯的編程刀具路徑順序。按照上述的加工工藝編程后就能夠得到圖17所示的刀具路徑，但是該刀具路徑還不能直接在機(jī)床上使用，所以還需要文中的核心，后處理對(duì)其進(jìn)行對(duì)應(yīng)機(jī)床類型的專門化處理，得到對(duì)應(yīng)機(jī)床識(shí)別的NC代碼[13-14]。

圖17 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型編程順序

4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

將上述得到的程序通過文中所敘述的后處理進(jìn)行處理以后，得到TH6350臥式加工中心的NC代碼。使用該代碼，經(jīng)過工件裝夾、刀具安裝、對(duì)刀、找平等工作以后就可以在機(jī)床上進(jìn)行實(shí)際的加工驗(yàn)證[15]。

如圖18所示，工序1～2采用定軸開粗的方式進(jìn)行加工，其加工出的零件，輪廓清晰、特征明顯，無碰撞和過切、變形等情況，加工效果良好。

圖18 加工定軸開粗示意

除了定軸加工外，更重要的是四軸聯(lián)動(dòng)加工。在判斷有四軸聯(lián)動(dòng)的情況下輸出M65進(jìn)行四軸聯(lián)動(dòng)的加工。如圖19所示，在后處理的配合下能夠完成四軸聯(lián)動(dòng)所有情況下的加工，且加工輪廓清晰明了。

綜上所述，闡述的后處理開發(fā)方案能夠?yàn)榕P式四軸加工中心提供很好的實(shí)現(xiàn)方案，為大型臥式機(jī)床的全方面、多功能、安全化的后處理提供可行方案。

注：若要大力神杯表面更加光滑，可采用電鍍處理。

5 結(jié)論

本文作者闡述了針對(duì)臥式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心的后處理定制方案，主要解決了臥式四軸加工中心的整體邏輯插補(bǔ)問題、旋轉(zhuǎn)軸和交換站碰撞問題、不帶RTCP的聯(lián)動(dòng)和輸出中心點(diǎn)坐標(biāo)問題、暫停時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避問題等幾類在臥式四軸加工中存在的痛點(diǎn)問題，得出以下結(jié)論：

(1)通過實(shí)驗(yàn)證明該后處理的定制開發(fā)方案準(zhǔn)確、實(shí)用，能夠?yàn)榕P式四軸聯(lián)動(dòng)加工中心的后處理痛點(diǎn)問題提供完整的解決方案，在一定程度上助力了大型航天、航空、軍工、汽車、環(huán)保、模具等機(jī)械制造的工藝優(yōu)化進(jìn)程。

(2)針對(duì)加工中的人為停止造成的內(nèi)凹件碰撞問題，程序無法判斷人何時(shí)會(huì)停止，只能起到輔助操作人員進(jìn)行提醒預(yù)警的作用，若在超級(jí)工程或者大型精密加工無法接受此種風(fēng)險(xiǎn)的情況下，應(yīng)配合視覺識(shí)別，或者引入數(shù)字孿生解決。

綜上所述，本文作者為四軸聯(lián)動(dòng)的臥式加工中心提供了一套完整的后處理解決方案，并且在上述的結(jié)果下通過典型零件加工驗(yàn)證該后處理的嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性、正確性，為此類機(jī)床的后處理定制和加工工藝提供了參考。