康曉崇，郭金鵬，朱昀沁

（1.集美工業(yè)學(xué)校，福建 廈門 361022；2.成都汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)校，四川 成都 610107）

隨著我國制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控加工向著多軸化和精密化方向發(fā)展，所要求的加工精度、表面質(zhì)量和加工效率也越來越高。要加工出高質(zhì)量的零件、異形體、模具等，必須有適于以上加工的特性且加工效率高的高精密數(shù)控機床，并且需要相應(yīng)的機床系統(tǒng)與之配套，海德漢 ITNC530系統(tǒng)提供了豐富的編程指令和循環(huán)指令[1-2]，可以滿足以上需求。

海德漢ITNC530系統(tǒng)中用于孔加工的循環(huán)指令很豐富，手工編程易出現(xiàn)錯誤。而利用Powermill進行自動編程時，通常使用的后置處理文件無法輸出鉆孔循環(huán)指令，只能在進行后處理時，將后處理器中“鉆孔循環(huán)輸出”關(guān)閉，如圖1所示，輸出的程序格式為有L、DR+等代碼組成的程序，如圖2所示，機床加工時運動動作為往復(fù)直線運動。這種后置處理方法對于加工簡單的淺孔是可行的，但對于深孔加工、鉸孔加工、鏜孔加工等特殊孔加工方式而言，就顯得較為淺顯甚至無法完成加工[3]。因此需要結(jié)合ITNC530系統(tǒng)所擁有的孔加工循環(huán)指令，基于PostProcessor構(gòu)建出較為合理的孔加工后置處理文件。

圖1

圖2

1 海德漢ITNC530系統(tǒng)孔加工固定循環(huán)指令CYCLE203的編程特征[2]

在海德漢ITNC530系統(tǒng)中，關(guān)于孔加工固定循環(huán)指令有19種，包括鉆孔、鉸孔、鏜孔、攻絲等，不同的孔加工循環(huán)指令，加工動作也不同。本文主要以CYCLE203孔加工循環(huán)指令為例講解，具體的指令含義及鉆孔動作如圖3所示。

圖3

1.1 鉆孔循環(huán)CYCLE203參數(shù)含義[2]

Q200——表示安全高度：編程參考平面距離工件表面的距離；

Q201——表示加工深度：被加工孔的深度；

Q202——表示切入深度：每次鉆孔時刀具深入距離；

Q203——表示工件平面；

Q204——表示第2安全高度：加工到孔深后，刀具退刀至工件上面的距離；

Q206——切入進給速率：刀具鉆削時的運動速度；

Q208——表示退刀速率：刀具完成鉆削時刀具抬刀的速度；

Q210——表示在工件表面停留時間；

Q211——表示在孔底部停留時間；

Q256——表示斷屑距離；

說明：如果賦值Q208為零，則刀具退刀速率為刀具鉆削時的速率；

1.2 鉆孔循環(huán)CYCLE203動作過程

(1)刀具以快速進給速度(FMAX)移動到安全平面（Q200）；

(2)刀具以一定的進給速率(Q206)鉆削至第1次進刀深度(Q202)；

(3)若設(shè)定了斷屑，刀具會以輸入的退刀速率(Q208)退刀；若無設(shè)定斷屑，刀具以FMAX速率返回至安全平面（Q200）；

(4)刀具會接著以設(shè)定的進給速率(Q206)進行第2次鉆削；

(5)重復(fù)(2)～(4)N(N≥1)次，直至鉆削到孔的深度；

1.3 編程實例

圖4

0 BEGIN PGM 6BAS201 MM

1 BLK FORM 0．1 Z X+0 Y+0 Z-20

2 BLK FORM 0．2 X+100 Y+100 Z+0

3 TOOL CALL 7 Z S1000 R4

4 CYCL DEF 203 UNIVERSAL DRILLING

Q200=2

Q201=-5

Q206=150

Q202=5

Q210=0

Q203=+0

Q204=50

Q211=0

Q212=0

Q211 = 0

Q208 = 500

Q256 = 0．2

5 L Z+100 R0 FMAX M3

6 L X+20 Y+30 M99

7 L X+50 Y+70 M99

8 L X+75 Y+30 M99

9 L Z+100 R0 FMAX M30

10 END PGM 6BAS201 MM

2 基于Postprocessor構(gòu)建ITNC30系統(tǒng)孔加工固定循環(huán)后置處理文件

通過上文所述，海德漢ITNC530系統(tǒng)包含19種孔加工循環(huán)，而自動編程軟件Powermill提供了深孔加工、鉆孔加工、螺紋攻絲、鏜孔等8種孔加工固定循環(huán)功能[4-5]，無法滿足ITNC530系統(tǒng)的需要。而有些功能并不需要一定通過循環(huán)指令才能完成加工，可以采用直線插補或是圓弧插補等功能來實現(xiàn)。故沒有必要對海德漢ITNC530系統(tǒng)中的所有循環(huán)指令均進行后置處理文件進行創(chuàng)建。本篇以CYCLE203為范例，說明構(gòu)建后置處理文件的過程。

2.1 Powermill編程軟件孔加工策略參數(shù)設(shè)定與后置處理軟件參數(shù)對應(yīng)關(guān)系[5]

圖5

表1 鉆孔參數(shù)對照表

圖6

圖5為Powermill軟件中進行孔加工的對話框

圖6為Postprocessor后置處理參數(shù)設(shè)置對話框

將以上兩個軟件中的參數(shù)一一對應(yīng)起來，在PostProcessor中構(gòu)建相應(yīng)的后置處理文件，將程序處理后，得到海德漢鉆孔循環(huán)203（表1）。

2.2 后置處理文件其他部分的定制

(1) 程序頭部分定制

0 BEGIN PGM test_program MM

10 ;Programmed by : machine

11 ;Option File : administrator

12 ;Output Workplane :

13 ;Program Date : 0．0．0 - 0:0:0

14 BLK FORM 0．1 Z X0．0 Y0．0 Z0．0

15 BLK FORM 0．2 X0．0 Y0．0 Z0．0

16 LBL 170

17 CYCL DEF 7．0 DATUM SHIFT

18 CYCL DEF 7．1 X0．000

19 CYCL DEF 7．2 Y0．000

20 CYCL DEF 7．3 Z0．000

21 PLANE RESET STAY

22 LBL 0

23 CYCL DEF 247 DATUM SETTING ～

24 Q339=+1;DATUM NUMBER

25 L M127

26 L M129

(2) 程序尾部分定制

10 M129

11 CALL LBL 170

12 L M05

13 CYCL DEF 32．0 TOLERANCE

14 CYCL DEF 32．1

15 L M30

16 END PGM test_program MM

(3) 刀具調(diào)用定制

10 L M129

11 L M09

12 ; TOOL TYPE:BALLNOSED

13 ; TOOL ID :"preview_tool"

14 ; TOOL DIA．:## LENGTH =##

15 L M01

16 TOOL CALL ## Z S0 DL+0．0 DR+0．0

17 ;T=preview_tool

18 L X+10．0 R0 FMAX M91

19 L Y+10．0 R0 FMAX M91

20 L Z-200 R0 FMAX M91

說明“##” 可以針對具體的刀具設(shè)置對應(yīng)的刀具參數(shù)值(直徑、長度)

2.3 經(jīng)過后置處理文件處理后,生成包含循環(huán)203的鉆孔程序

圖7

圖8

圖9

圖10

圖7至圖10分別為程序頭部分、刀具調(diào)用部分、固定循環(huán)部分和程序結(jié)束部分，與預(yù)期要輸出的程序一致，達到了編程需求。

3 結(jié)語

本篇只對鉆孔循環(huán)203進行了詳細(xì)的討論與描述，其他孔加工方式鉆孔循環(huán)或是特征輪廓編程，依然可以依照上述方法,在PostProcessor中進行后置處理文件構(gòu)建和調(diào)整，后續(xù)再利用自動編程軟件Powermill進行孔加工編程或是其他特征輪廓編程時，可以利用后置處理文件對編程策略進行后置處理，生成完全適用于海德漢ITNC530系統(tǒng)的程序代碼。通過后置處理軟件PostProcessor開發(fā)出的海德漢ITNC530后置處理文件，可提高編程效率、減少編程出錯幾率，進而提高加工效率、降低數(shù)控加工成本。

[1] 張興全．iTNC530--德國海德漢數(shù)控機床的控制系統(tǒng)[J]．航空制造技術(shù),2005(03):110-111．

[2] 張興全．iTNC530數(shù)控系統(tǒng)的高速加工性能[J]．航空制造技術(shù),2006(04):108-109．

[3] 黃云林．802D數(shù)控系統(tǒng)的Mastercam后置處理程序開發(fā)研究,制造技術(shù)與機床,2008(02):145-147．

[4] 劉雄偉,張定華．?dāng)?shù)控加工理論與編程技術(shù)[M]．北京:機械工業(yè)出版社,1994:135-138．

[5] 郭雄華,朱克憶．PowerMill在某車型后底板前構(gòu)件檢具加工中的應(yīng)用與研究[J]．制造業(yè)自動化，2010(07):73-76．