ｔ ｅ ｙＨＥＲ Ｅ Ｃ ０ ５ ａｉ ｃ ｉｅｔｏｓ（ ｉｈＮＣ ｓｓｅ ｗ ｓＨｅｎ ｅ ｈ ｉ ＮＣ ３ ）．ｔｅＯＰ ｌ ｏ ｉｄ ｎ ａｎ Ｃ ｙ — ｉ ｄｂ ｆ ＭＬ ４ 一ｘｓｍａ ｈｎ ｏ ｌ ｗｈｃ ｙｔｍ ａ ｉｄ ｎ ａｎｉ ５ ０ Ｔ ｈ Ｔ ｆ ｅｆｒＨｅｎ ｅ ｈ ｉ ＮＣ ｓ ｓ ｉ
所示 。
２ 五轴 加工 机床 选项 文件 定义
相对 于三轴数控 系统 ，五轴数控 系统增加 了许 多
五轴加工 机 床种 类繁 多 ，现 以 Ｈ Ｒ Ｌ ４ Ｅ Ｍ Ｅ Ｃ ０五 轴联动数控机 床为 例说 明五轴 部分 Ｏ 文件 的编 写 Ｔ Ｐ 要求 。该机床是双转 台型五轴联动数控机床 ，工件装 夹在 回转工作 台上 实现五 轴加工 ，主轴头 固定不 动 ， 工作 台绕 ｃ轴旋 转且 绕 Ａ轴 倾 斜。Ｏ Ｔ文 件 如下所 Ｐ 示 ，与普通三轴机床相 同的部分省略。
它是 Ｄ Ｓ操 作 风 格 的 程 序 ，配 合 机 床 选 项 文 件 Ｏ
（ ． 文件 ）构成完整的后 置处理程 序部分 。对 于 叩ｔ 不同机床 、不 同数 控 系统 ，只要 改变 Ｏ Ｔ文 件 ，即 Ｐ
可生成正确的数控程序代码 。 在 Ｄ Ｃ ｐ ｓ系统 中，提 供 了市 面 上常见 的数控 Ｕ Ｔ ｏｔ 系统机床选项文件 ，此类文件通用性强 ，但对于具体 机床 ，尤其是 五轴联 动 数 控机 床 ，如盲 目套 用 Ｏ Ｔ Ｐ 文件 ，可能会产生撞刀等严重后果 。操作者必须对具
ｃ ｎ ｂ ｄ ｎ ｉ ｅ ｙ ＮＣ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｍａ ｈｎ ｏ ｌ ． Ｔ ｋ ｎ ｅ ｒ ｔｄ ｉ ｅ ｌｒＣ Ｆ ｇ ｎ ｒ ｔｄ ｂ ｏ ｒ ｌ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｏ ＮＣ ｆ ｅ ｄ ｎ ａ ｅｉ ｅ ｔ ｄ ｂ ｙ ｔｍ ｎ ｃ ｉ ｅｔｏ ｓ ｉ ｆ ｏ ｍａ ｅｉ ｔｇ ａ ｅ ｍｐ ｌ Ｌ ｅ ｅ ａｅ ｙ Ｐ ｗｅ Ｍｉ ｏ ｖ ｒ ｉ ｔ ｌ ｓｉ ｅ — ｅ ｌ ｉ
＃
ｓ ｉ ｄｅ ａ ｉ ｔ ｏａｉｎ ＝ｆｌｅ ｐ ｎ ｌ ｚｍｕｈ ｒｔｔｏ ａｓ ａ ｉ ｔ ｉ ｎ ｔ ｚｍｕ ｈ ａ ｓｕ ｉ ｘ ｓ＝ｄ ｇ ｅ ｓ ｅ ｒｅ ａ ｉ ｔ ｉ ｉｅ ｔｏ ｐ ｓｔ ｅ ｚｍｕ ｈ ａ ｓｄｒ ｃｉｎ ｘ ｏｉｖ ｉ
主轴头不旋转 旋转单 位为度 定义旋转方 向 机床 在方位 角方向上的偏 置 方位 角参数 主轴头不倾斜 旋转单位为度
ＨＵＡＮ Ｙ ｎ ｉ ，ＹＵＡ Ｊ ｎ ａ ｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｚ ｅ ｈ ａ Ｇ ｕ ｌ ｎ Ｎ ｕ ｔｎ ｈ ｎ ｕ
（ ． ｃｏｌ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ ａｊ ｇＵ ｉ ｒｔ ｏ Ｓｉ ｃ ｎ １ Ｓｈ ｏ ｏ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｎ ｎｉ ｎｖ ｓｙ ｆ ｃ ｎ ｅａ ｄ Ｍｅ ａＥ ｉ ｎ ｅ ｉ ｅ
用 的软 件 如 Ｐ ｗ ｒ ｌ Ｐ ｏ ｅ ｌ（ Ｍ）等 也 可 用 于 叶轮 的 加 Ｍｉ
工 。
件生成的刀位轨迹转化为适合数控 系统加工 的 Ｎ Ｃ程
序 ，即后 置处 理 。 只有 采 用 正 确 的 后 置处 理 系统 才 能
数控加工 自动编程刀位文件中的刀位数据是相对 于编程坐标 系的刀心坐标和刀轴矢量 的。在后置处理
２１ ０２年 ９月 第４ ０卷 第 １ ７期
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ ＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ Ｔ Ｉ
Ｓｐ ２ ２ ｅ ． ０１
Ｖｏ． ０ Ｎｏ １ １４ ． ７
Ｄ ： ０ ３ ６ ／ ．ｓｎ １ ０ ＯＩ １ ． ９ ９ ｊ ｉ ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ １ ． ０ ｓ ８ １２ １． ７０ ４
将刀位轨迹输出为相应数控 系统机床能正确进行加工
过程 中需 要将 它们转换成为机床 的运动坐标。对于不 同类型的数控机 床 ，其转换方法是不同的。但是 ，从 数学角度来看 ，其实质就是通过 图形 的坐标 变换 ，把
的数控程序 ，因此编制正确 的后置处理系统模板是数 控 编程与加工 的前提条件和关键技术之一 。 在 Ｐ 中 ，将生成刀位文件 的程 序称为主处理程 Ｍ 序 ，这可 由 Ｐ Ｍ软件本身实现 ；将 进行后置处理 的程
整体 叶轮作 为透平 （ ｕｂ ｅ Ｔ ｒｉ ）机械 的核 心部件 ， ｎ 已经被广泛地用 于航空航天 、石油化工 、冶金 、能源
工件坐标系下 的刀轴矢量绕机床坐标系的旋转轴旋转
后 ，把刀位文件 中工件坐标 系下 的刀心点坐标变换成 机床坐标 系下 的坐标 。 以在 Ｐ Ｍ下生成的整体叶轮 刀位文件在 Ｈ Ｒ Ｌ Ｅ ＭＥ Ｃ ０五 轴 联 动 数 控 机 床 （ 控 系 统 为 海 德 汉 ４ 数 ｉＮ ５０ Ｔ Ｃ ３ ）上进行后置处 理为例 ，介绍后 置处理程 序
第１ ７期
黄云林 等 ：基于 Ｐｗ ｒ ｌ的整体叶轮五轴联动高速加工后置处理 的研究 ｏ ｅＭｉ ｌ
‘１ ３・
序称 为后 置处理程序 ，这由另外软件 Ｄ Ｃ ｐｓ 实现 ， Ｕ Ｔ ｏｔ
引起 的线 性 轴 的偏 位 并 在定 位 程 序行 中移 动。在 Ｍ１８状 态 下 ， ２ 如果 在 程 序 中改 变 了
示 。标准状 态 下 ，系统 移 动刀 具 到程 序 中给 定 的位 置 。如果程序 中改变 了倾斜轴 的位置 ，必须计算 由此
＃
ａ ｉ ｔ ｘ ｓ＝Ｃ ｚｍｕ ｈ ａ ｉ ｅｅ ａｉｎ ａ ｉ ｌｖ ｔｏ ｘ ｓ＝ Ａ
方位轴为 Ｃ轴 倾斜 轴为 Ａ轴
ｅｄｄｆ ｅ ｎ ｅｉ ｎ
中图分类号 ：Ｔ ５ ６ Ｇ０ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ —３８ ２ １ １ ７— １ ３ ０ １ ８ １（０ ２ １ ０ ２—
。
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｐｏ ｒ ｉｌＰｏ ｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ ｒ ５ ａ ｉ Ｍ ｆ Ｉ ｔ ｇ ａ ｅ ｍｐｅｌ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｗｅ Ｍ ｌ ｓ － ｒ ｃ ｓ ｏ 一 ｘ ｓ ＨＳ ｏ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ Ｉ ｌｅ
Ｔ ｃ ｎｌ ｙ ａｊ ｇＪ ｎｓ １ ０ ４ ｈｎ ； ｅｈ ｏ ｇ ，Ｎ ｎｉ ｉ ｇｕ２ ０ ９ ，Ｃ ｉａ ｏ ｎ ａ
２ Ａｎ ｕ ’ｎ ｈ ｎ Ｉ ｄ ｓ ｉｌＳ ｈ ｏ 。 Ｍａａ ｓ ａ ｈ ｉ ４ ０ ． Ｃ ｉａ ． ｈ ｉＭａ ｓ ａ ｎ ｕ ｔ ａ ｃ ｏ ｌ ａ ｒ ’ｎ ｈ ｎＡｎ ｕ ３ ３ ２ １ ｈｎ ）
定 义 旋 转 方 向
ｚ ｍ ｔ ｅ ｔ ａｉ ｕｈｃ ｎｒ ｅ＝（ ． ． ． ０ ００ ００ ０）
ｚ ｍ ｔ ｘｓ ａ ａｉｕｈａｉ ｐｒｍ＝（． ． ． ） ａ ０ ００ ００ ０００１
＃
ｓｉｄ ｌ ａｏ ｔｉ ｆ ｓ ｐｎｌ ｅ ｖｔ ｎｒ ａ ｏ ａ ｅ ｅ ｅ ｉ ｏ ｔ ｎ＝ ｌ ｅ ｖｔ ｎａｉ ｕ ｉ ＝ ｅ ｅｓ ｌ ａ ｏ ｓ ｎｔ ｄｇ ｅ ｅ ｉ ｘ ｓ ｒ
新 的功 能 ，如 ：三维空 间刀具半径补偿 、三维 曲线 的
样 条 插 补 以 及 Ｒ Ｃ （ ｏ ｔ ｎＴ ｏ Ｃ ｎ ｒＰ ｉ ） 功 Ｔ Ｐ Ｒ ｔ ｉ ｏｌ ｅｔ ｏ ｔ ａｏ ｅ ｎ
能等 。 在 ｉＮ ５０系统 中 ，Ｒ Ｃ Ｔ Ｃ３ Ｔ Ｐ功 能用 Ｍ１８指 令表 ２
国ＮＥ Ｒ Ｃ公 司的 ＭＡ － 、ＭＡ －Ｂ叶 轮加 工 专 用软 Ｘ５ ＸＡ 件 ，瑞士 Ｓａ ａ 数 控机 床所 带 的叶轮 加工 模块 ，还 ｔ ｒｇ ｒ 有 Ｈ ｐｒ ｌ等专用 的叶 轮加工 软件 。此 外 ，一些 通 ｙｅ ｌ Ｍｉ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ Ｐ 后 置处 理简介 Ｍ
Ｐ Ｍ编 程产 生 的 刀位 文件 （ ｕｔ ｏａ ｏ ｉ ， Ｃ ｔｒＬ ｃｔ ｎ Ｆｌ ｅ ｉ ｅ Ｃ Ｆ ，并不能直接用来控制数控机床进行数控 加工 ， Ｌ） 必须根据机床 运动结构及 控制指 令格式 ，将 Ｃ Ｍ 软 Ａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｓｅ ｃ ｆｐ ｓ—ｒｃ ｓ ａ ｎｒｄ ｃ ｄ，ｎ ｍｅｙｃ ｔ ｒｌｃ ｔ ｎ ｆｅ （ ） Ｗａ ｏ ｖＲｅ ｎｏＮＣ ｆ ｅ ，ｗ ｉｈ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅｅｓｎ ｅｏ ｏｔｐｏ ｅｓｗ ｓｉｔｏ ｕ ｅ ａ ｌ ｕｔ ａｉ ｌｓ ＣＩ ｅ ｏ ｏ ｉ Ｆ ｓｅｎ ｅ ｄｉｔ ｌｓ ｈｃ ｉ
基于 Ｐｗ ｒ ｉ 的整体 叶轮五轴联动高速加工后置处理的研究 ｏｅＭｌ ｌ
黄云林 ，袁军 堂 一 ，汪振华
（．南京理 工 大学机械 工程 学 院 ，江 苏 南京 ２０ ９ ；２ １ １０ ４ ．安徽 省马鞍 山工业 学校 ，安徽 马鞍 山 ２３３ ） ４０ １
摘要 ：介绍后置处理的实质 ，即将刀位文件转换为数控系统和机床能识别的 Ｎ Ｃ文件 ；为使在 Ｐ ｗ ｒ ｌ下生成 的整体 ｏ ｅＭｉ ｌ 叶轮刀位文件转 换成 Ｈ Ｒ Ｅ Ｃ ０五 轴联 动数 控 机床 （ Ｅ ＭＬ ４ 数控 系统 为 Ｈ ｉｄｎ ａ Ｎ ５ ０ ｅ ｅｈ ｉ ｉ Ｃ ３ ）能 识别 的 Ｎ ｎ ｎＴ ｃ文 件 ，开 发 了 Ｈ ｉｄｎ ａ Ｎ ５０数控 系统 的机床选项文件 （ Ｐ ｅ ｅｈ ｉ ｉ Ｃ ３ ｎ ｎＴ Ｏ Ｔ文件 ） 。仿真和实际加工结果表 明 ，此 Ｏ Ｔ文件可成功应 用于整体 叶 Ｐ 轮 的五轴联动高速加工。 关键词 ：后置处理 ；五轴联 动加 工 ；整体 叶轮
收 稿 日期 ：２ １ — ８— ２ ０ １ ０ ０ 基金项 目：国家科技重大专项 （０ ０ Ｘ ４ １ ０ １ ２ １ Ｚ ００ ４— ５ ） 作者简介 ：黄云林 （ ９ ７ ） １７ － ，男 ，在职博士研究生 ，研究方 向为多轴高速加工 。Ｅ— ａｌ ｕ ｎｙ１０ ＠１３ 。 ｍｉ ：ｈ ａｇｌ ４ ６ ． ０ 。
ｔｍ ａ ｅ ｅ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉｎ ａ ｄ ａ ｔ ａ ｒｃ ｓ ｉ ｇ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ ｈ ｓ Ｏ ｌ ａ ｅ ｓ ｃ ｅ ｓ ｌ ｐ ｌ ｄ ｉ － ｘｓ ＨＳ ｏ ｅ ｗ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｈ ｉ ｌ ｔ ｎ ｃｕ ｌ ｏ ｅ ｓｎ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｉ Ｐ ｆ ｅ ｃ ｎ ｂ ｕ ｃ ｓ ｆ ｌ ａ ｐｉ ｎ ５ ａ ｉ ｏ ｐ ｓ Ｔ ｉ ｕｙ ｅ Ｍ ｆ