五轴联动加工中心具有明显的加工优势,广泛应用于航空航天和能源行业的精密零件的加工,本文针对主轴摆动和工作台旋转构成的五轴加工中心斯达拉格机床S T C 1250为例阐述基于U G-P O S T平台开发的后置转换程序,转换后的程序可以直接在数控机床上切削加工离心压缩机的三元叶轮,保证了后置转换的正确性和实用性。U G-P O S T是C A M软件中后置处理程序,通过对机床运动结构、行程等参数定义后,构建所属的后置转换。在C A M软件中生成的刀位轨迹文件C L S F,通过后置转换后可以生成数控机床的N C文件。五轴联动加工中心通常有图1所示几种结构形式。
数控机床主轴头摆动和工作台旋转,主轴头是双摆动,工作台是双旋转构成的五轴联动加工形式,由于每种结构形式都有其自身的优缺点,在加工大小不同类型的零件时各有侧重。对于大型零件需要精密时通常考虑主轴头是双摆动的结构,小型零件通常是工作台双旋转的类型。
对于现代的C A D/C A M系统,其主要用途是生成在机床上加工零件的刀具轨迹,编制数控程序时直接生成的代码一般不能给数控机床直接使用,这是由于需要考虑机床的机构类型,主轴功率,各轴的行程及控制系统等因素,通常的C A D/C A M系统可以直接生成A P T标准化的数控代码,通过按照机床实际参数配置好的后置转换后可以给数控机床使用。
U G-P O S T后处理具备两个要素:刀轨和后处理器(包含机床及其控制系统信息的处理程序)。U G-P O S T是U G软件中开放的后处理平台(见图2),它使用内部刀轨数据作为输入,经处理转换后输出机床能够识别的N C代码。它的客户定制化能力很强,能适应从车床到五轴加工中心,任何结构类型的机床及其控制系统的后处理。
首次构建后处理时会提示输入,如机床的结构:铣床或车床、三轴或五轴等;机床支持的地址,如X、Y、Z、A、B、C、T、M等;每个地址的属性,如格式、最大值、最小值等;模块,描述多个地址如何组合在一起来完成一个机床动作。G01G02等动作类型,在U G/p o s t执行时,用户指定一个文件来存储后处理生成的N C指令,这个文件就是N C代码文件,输出后就可以传送到机床上进行加工制造,五轴后置的难点主要是合理配置机床的A、B回转轴,要按照机床技术参数严格对应输入,否则可能会引起机床报警和零件尺寸精度。
五轴加工中心S T C 1250系列,控制系统采用的是Siemens 840D,机床主轴头摆动是A轴,工作台旋转B轴构成的五轴联动加工,其中B轴是工作台360°自由旋转,A轴摆动范围是+40°~-100°,工作台尺寸是1 250m m×1 250m m,机床各轴结构如图3所示,按照机床的实际技术参数在U GPO S T对应输入后保存成“.pui”结尾的文件,然后使用U G的C L S F 工具调入C A M 生成的刀轨文件通过P O S T后置转换后生成机床使用的NC代码。
对于配置好的后处理器以离心压缩机三元叶轮为例对其进行验证,使用G代码仿真及机床切削加工这两种方法验证。在U G中调入C A M软件生成的叶轮加工刀轨通过后置转换后生成机床的NC代码,在Vericut 6.3中用G代码仿真无误后,在S T C 1250机床上进行加工三元叶轮,切削过程中无过切现象,加工过程平稳无振动,机床切削功率恒定,从而验证了加工轨迹和后置处理器的正确性。
通过使用U G-P O S T对斯特拉格S T C1250机床建立后置处理器,生成叶轮加工刀轨通过后置处理转换后可以在机床上使用,从而验证了后置处理器的正确性。对于U G-P O S T平台可以建立各种复杂类型结构的五轴联动加工中心,具用通用性和客户定制化的特点,能够满足日新月异的高档数控加工中心的需要。
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