【正文】 具體參照 上 圖 與圖 。 (3)確定加工范圍 要進行打孔銑削加工，必須設(shè)定需要加工的孔。演示效果如圖 所示。 要創(chuàng)建 體積塊，可在工具條中選擇銑削體積塊 工具圖標，再選擇工具欄中的基礎(chǔ)特征指令來創(chuàng)建一個封閉的空間體，具體操作步驟如圖 所示。 圖 NC 序列設(shè)置 The setting of NC sequence 制造參數(shù)決定了加工的綜合效果，包括切削進給速度、切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、走刀方式等工藝參數(shù)。操作設(shè)置可以對機床參數(shù)、坯件材料、加工零點、退刀設(shè)置點等參數(shù)進行設(shè)置。 圖 加工模型創(chuàng)建 Creating machine modles (2)加工方法設(shè)置 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設(shè)計 19 明確了制造模型之后，就可以對體積塊銑削加工方法進行設(shè)置。 上述三個過程可以分別選擇不同的奶桶進行裱花，以隨時更換奶油或花色等。 (2)打孔操作，即蛋糕的局部裱花。 Pro/E進行數(shù)控 加工 編程的一般過程包括加工方法設(shè)置、確定加工范圍、加工過程仿真和刀具軌跡驗證等步驟。分別為數(shù)控加工的操作與演示 、后 CYCLE81（ RTP， RFP， SDIS， DP， DPR） G81 X Y R Z F 安全平面 安全距離 鉆 孔 深 度（相對） 鉆 孔 深 度（絕對） 參考平面 孔的坐標值 Z 軸起點 進給率 鉆孔深度 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 18 置處理器的創(chuàng)建（配合機床手冊）和數(shù)控程序（ .tap）文件的自動輸出。 表 部分 M 代碼功能說明 Table Part of the M code function M 代碼 說明 M 代碼 說明 M0 暫停程序 M7/M8/M9 冷卻液開停 M1 直線插補 M30 程序停止回到程序頭 M2 圓弧插補 M98/M99* 子程序調(diào)用及停止 M3/M4/M5 主軸旋轉(zhuǎn)方向 G54G59 加工坐標偏置 注：上表是 FANUC 16iM 的 G 代碼部分說明，帶 *表示 SIEMENS 系統(tǒng)沒有或者意義不同，詳見機床手冊 固定循環(huán)特性 固定循環(huán)加工在不同數(shù)控系統(tǒng)上，表示的格式相差很大，主要包 括鉆孔循環(huán)、深孔鉆循環(huán)、锪孔循環(huán)、鏜孔循環(huán)等。 表 NC 程序頭尾文件格式比較 Table The parison between hean and tail in NC program SIEMENS 系統(tǒng) FANUC 系統(tǒng) N1%_N_FILENAME_MPF O0034 N2。對其程序結(jié)構(gòu)、準備功能 G代碼、輔助功能 M代碼、格式的異同點進行介紹。數(shù)控系統(tǒng) （ NCS） 是指利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng) （ ， Red， ， 2021） 。 圖 Pro/NC程序頭尾格式定義 Defining the Pro/NC start/end of program (4)運動格式的定義 運動格式的定義主要包括直線插補、快速運動、圓弧插補、固定循環(huán)等定義內(nèi)容。 圖 Pro/NC 的 MCD 文件格式定義 Defining the MCD file format of Pro/NC 后置處理時應(yīng) 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)特點使用 Squence Numbers。 Pro/NC后置處理中提供了 七種不同的加工機床類型，在創(chuàng)建后置處理器時，用戶可以根據(jù)自己的需要進行選擇。 其后置處理生成過程如圖 。而不能驅(qū)動主軸運動的語句，則為非運動語句，如 COOLNT/ON、 OFF和SPINDL/ON、 OFF語句等 （ EingJer Wei and MingChang Lin， 2021） 。 Pro/NC 刀位點文件分析 不同 CAM軟件生成的刀具路徑文件的格式均有所不同。 圖 Pro/NC 的工作流程 The workflow of Pro/NC 設(shè)置操作 制造模型 后置處理 定義 NC 序列 建立制造數(shù)據(jù)庫 創(chuàng)建 CL數(shù)據(jù)文件 驅(qū)動 NC 機床 設(shè)計模型 工件 夾具設(shè)置 機床 生成進程模型 刀具 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 10 表 列出了 Pro/NC 的主要功能模塊及其所執(zhí)行的功能。 Pro/ENGINEER還提供了全面、集成緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。 (1)XY平面繞 Z軸 旋轉(zhuǎn) α 角 空間立體繞 Z軸旋轉(zhuǎn)角 α 后，各頂點的 Z坐標不變，只是 X和 Y坐標發(fā)生變化，如圖 ： 圖 XY平面的旋轉(zhuǎn) Rotation of XY plane 其齊次變換矩陣為： () 旋轉(zhuǎn)后Y 軸 旋轉(zhuǎn)后X 軸 Y 軸 X 軸 α ????????????? 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 c o ss in00s inc o s αα α α T華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 8 (2)ZX平面繞 Y軸旋轉(zhuǎn) α 角 空間立體繞 Y軸旋轉(zhuǎn)角 α 后，各頂點的 Y坐標不變，只是 Z和 X坐標發(fā)生變化，如圖 ： 圖 ZX 平面的旋轉(zhuǎn) Rotation of ZX plane 其齊次變換矩陣為： () (3)YZ平面繞 X軸旋轉(zhuǎn) α 角 空間立體繞 X軸旋轉(zhuǎn)角 α 后，各頂點的 X坐標不變，只是 Y和 Z坐標發(fā)生變化，如圖 ： 圖 YZ 平面的旋轉(zhuǎn) Rotation of YZ plane 其齊次變換矩陣為： () 旋轉(zhuǎn)后Z 軸 Z 軸 旋轉(zhuǎn)后X 軸 X 軸 α 旋轉(zhuǎn)后Z 軸 ????????????? 1 0 0 0 0 1 c o s s i n 0 0 1 0 00s i nc o s αα α α TZ軸 Y 軸 旋轉(zhuǎn)后Y 軸 ????????????? 1 0 0 0 0 c o s s in 0 0 s inc o s 0 0 0 0 1 αα αα Tα 二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設(shè)計 9 3 后置處理器實現(xiàn)平臺及數(shù)控系統(tǒng)分析 本章主要介紹了 Pro/E的各功能特點及后置處理開發(fā)平臺的功能，并在此平臺上對加工中心程序代碼進行分析，為后置處理程序的開發(fā)提供了基礎(chǔ)平臺。數(shù)控機床根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，坐標系 設(shè)定也不同。 (2)插補處理：根據(jù)機床所具有的插補功能和加工對象選擇采用合適的插補方法，如直線插補、圓弧插補等。國際標準組織對刀位數(shù)據(jù)有相應(yīng)的標準 （ Y. H. Jung, D. W. Lee, J. S. Kim， 2021） 。專用后置處理系統(tǒng)只是針對一些特殊數(shù)控編程系統(tǒng)和數(shù)控機床而開發(fā)的專用后置處理程序，其刀位點文件也比較簡單，不符合 IGES標準，其數(shù)控機床編程的指令也只用少許 ，程序結(jié)構(gòu)也比較簡單，實現(xiàn)也比較容易 （詹友剛， 2021） 。 數(shù)控程序就是一連串的數(shù)控指令，而完成一個零件的數(shù)控加工一般需要連續(xù)執(zhí)行一連串的 數(shù)控指令，數(shù)控機床的所有運動和操作都是執(zhí)行特定的數(shù)控指令的結(jié)果。理解后置處理功能的基本理念，是有效對加工信息處理的重要前提和可靠保證。 對 SIEMENS和 FANUC兩大主流系統(tǒng) 的編程指令的特點進行剖析； (4)根據(jù) Pro/E繪制的花形圖案輸出相應(yīng)的驅(qū)動控制程序。數(shù)控加工的走刀方式主要定義一下幾個指令：點定位（ G00）；直線插補（ G01）；順時插補（ G02）；逆時插補（ G03）；換刀動作（換奶油桶）（ M06）；奶桶號（ T 代碼）。在此過程中還需進行數(shù)控程序代碼 特點及開發(fā)平臺功能特性 的分析。 (1)熟練運用 Pro/E提供的 NC模塊 進行各種銑削 /車削操作及參數(shù)設(shè)置，如體積快、刻模、打孔、曲面等切削方式，并能夠進行數(shù)控模擬仿真，以排除干擾項。在通用化后置處理的基礎(chǔ)上，進 行專 用化開發(fā)已成為后置處理技術(shù)發(fā)展的主要趨勢 （ ， ， ， 2021） 。 對于相同的加工，不同的數(shù)控機床或加工中心 ，代碼格式也各不相同，這就要求 CAM軟件能夠提供不同機床的后置處理。 在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。但 CAXAME有很大的局限性，只適用于一般銑削加工，在解決 Sodick類型機床的數(shù)控代碼時，如果零件中涉及到孔的加工，它將不能生成相關(guān)后置代碼。針對自行開發(fā)的 CAD/CAM系統(tǒng)，張利波等提出了一種基于配置文件的開放式數(shù)控編程通用后置處理模型，定義了配置文件的語法規(guī)則，給出了配置文件的 BNF語言描述及相應(yīng)的解釋算法，并在 HUSTCADM系統(tǒng)中給予實現(xiàn) 。德國 DMG公司展出 DMUVoution系列加工中心，可在 CNC系統(tǒng)控制或 CAD/CAM直接或間接控制下，一次裝夾實現(xiàn)五面加工和五軸聯(lián)動加工。但過去因五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比三軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了五軸聯(lián)動機床的發(fā)展。m，精密級加工中心則從 3～ 5181。美國 CINCINNATI公司的 HyperMach機床進給速度最大達 60m/min，快速為 100m/min，加速度達 2g，主軸轉(zhuǎn)速已達 60000r/min。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔 次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。 數(shù)控系統(tǒng)也隨著計算機軟硬件的發(fā)展而被更為廣泛地應(yīng)用。 但是，多數(shù)后置處理系統(tǒng)對多軸或是一些特殊的指令沒有配置后置程序，直接影響到 CAD/CAM系統(tǒng)應(yīng)用，因而，后置處理程序成為了 CAD/CAM系統(tǒng)發(fā)展 的 必然趨勢和要求 （詹友剛， 2021） 。 近年來，隨著我國航天航空事業(yè)的飛躍發(fā)展，更多的新型研制產(chǎn)品層出不窮，從而使得傳統(tǒng)的機械設(shè)計與制造方式發(fā)生著根本性的變化，特別是現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，采用計算機輔助數(shù)控編程，大大地縮短了產(chǎn)品的制造周期，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力，因而創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟 效益，為企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。數(shù)控技術(shù)的研究起源于飛機制造業(yè)，美國密西根 Traverse City Parsons公司的 John Parsons開始嘗試利用軸曲率數(shù)據(jù)來控制機器的動作，用于切削加工復(fù)雜的飛機機身零件 (直升機的螺旋槳回轉(zhuǎn)翼 )。 Post processing。 本文主 要介紹了后置處理技術(shù)的數(shù)學(xué) 基本理論，分析了 后置處理開發(fā)過程及途徑、 Pro/E各功 能特性及其后置處理開發(fā)平臺功能， 比較了 當今兩大主流系統(tǒng)德國SIEMENS和 日本 FANUC兩大數(shù)控系統(tǒng)編程指令的異同，并對 NC數(shù)控程序與刀位點文件中各對應(yīng)參數(shù)之間的關(guān)系進行 了分析， 接著 開發(fā) 符合要求的后置處理器，用以生成能夠被數(shù)控機床識別的加工程序。二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設(shè)計 I 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................III 關(guān)鍵詞 ................................................................................................................................III Abstract........................................................................................................................