制作五坐标后处理的捷径

    在多轴加工中心的应用过程中，CAM软件的支持必不可少，但是在后处理的制作过程中，不同的软件采用的方式也有很多不同的地方。而且后处理的定制过程比较繁琐，需要一定的实际应用经验，这里将笔者在工作中积累的一些经验与大家分享。
    当前的CAM软件种类很多，这里我们以EdgeCAM为例，囚为这个软件在我们的工作中比较常用，而且在后处理制作方面有很多独到之处，比较容易掌握。在后处理的制作过程中，首先需要了解机床的结构类型与控制系统的特点，这些技术条件非常重要。由于五轴机床的结构不同，在制作后处理的时候需要考虑的内容很多，而且目前加工控制系统的类型繁多，不同的控制系统的处理方式也有所不同，这些都造成了目前五轴应用的巨大瓶颈。
    首先我们来看看五轴机床的类型，五轴机床是人们的通俗明法，准确地说应该叫五坐标联动机床，其运动结构是由三个平动坐标加上两个转动坐标实现的。根据五轴机床的转动坐标的配置情况，一般来说可以分为三大类，分别是双转台机床(两个旋转工作台叠加在一起)、双摆头机床和单转台加单摆头机床。每种机床各有特点和适用范围，双转台机床结构简兰，刚性好，是被广泛采用的一种结构模式，但是这类设备一般不会做得太大;双摆头机床结构最复杂但刚性较低，行程受限制，一般在龙门铣床等大型设备上使用.单转台单摆头设备的性能介于两者之间，因此被广泛采用，无论是大中小型设备，都有这种结构。不同结构的机床在配置后处理的时候，坐标转换的关系不同，例如双转台一类的设备，按照各个坐标轴运动的方式不同就分为24种类型，双摆头类也有24种，单工作台单摆头的也有48种，概括起来说，五坐标机床种类有近百种之多。再加上不同的控制系统类型，后处理制作量将非常之_大。我最近找到一个很好的工具EdgeCAM，下面我们来看看在EdgeCAM中的五轴后处理的制作过程。
    在EdgeCAM中，配置多坐标后处理非常简单，利用软件自带Code Wizard工具就可以轻松完成后处理的制作，不再需要编写更多的代码，是笔者见过的最简单的制作后处理的方式，只要选定机床的配置方式，再加上一个标准模板，稍作更改即可。避开了复杂的坐标变换等计算内容，美中不足的是制作的后处理模板只能在EdgeCAM环境下应用。图1就是在CodeWizard环境下，配置双转台设备后处理模板的初始页面。

    选定这些内容后，后处理的制作工作就完成了一半。选定模板确定后，进入参数设置页面，其内容、类别与三轴后处理制作完全相同，页面如图2所示。
    一般来说先不做任何更改，直接编译应用，然后观察一下生成的NC代码的格式是否满足需要即可。根本不需要关心坐标系如何变换，工件与刀具的相对位置关系等复杂内容。
    我们利用此工具顺利地制作出了Siemens840D双摆头和Heideain530i的单工作台单摆头的五坐标后处理，并投入了生产。
    下面就来介绍这两个程序样例。第一个是Siemens840D双摆头的后处理程序样例:

    这里有两个值得注意的地方。一个是三维刀具长度补偿的应用，Siemens8400控制系统可以实现三维刀具的长度补偿和半径补偿。另外一个就是在未设置G93时间倒数进给的程序中，利用EdgeCAM可以自动根据曲率实现进给速度的调整。
    另外一个就是单转台单摆头Heidenhain TNC53Gi控制系统的五坐标后处理的程序样例，我们EdgeCAM提供的矢量输出方式很感兴趣，于是就利用IJK矢量输出万式作了一个后处理，生成的程序样例如下:

    这个程序采用了比较特殊的旋转坐标输出方式，不是大家所熟悉的ABC角度输出。并不是所有的控制系统都能够识别这种矢量程序，此类程序只给出了相对于零件被加工表面的刀轴矢量方向，至于旋转轴如何转动，完全交给控制系统来完成(这类程序与很多CAM软件生成的前置文件有相似之处)，前提是需要在刀具长度补偿地址中，给出刀尖到摆头回转中心的距离。由此可以看出，随着控制系统的硬件的发展，五轴编程也将会越来越简单。
    总之，五轴后处理的制作由于机床结构的差异成为一个复杂的工作，但是在EdgeCAM中，这个过程变得很简单，而且适用的范围也很广泛。机床结构和控制系统的差异不再是编写后处理的主要关注点，我们只需要关注程序的格式即可。而这些完全可以通过选择一个相似的标准模板来获得更多的默认参数。