基于Pro／E的多轴联动数控加工进给速度控制技术研究

　　在G94指令有效的情况下，根据式(5)，可求出多轴联动加工编程进给速度F和实际进给速度门均关系为

　　式(7)中的当量位移缸由式(2)计算，单位时间△T由式(3)计算。需要说明的是，在多轴联动加工过程中，实际切削的进给速度，按照加工工艺要求来选择确定，然后根据式(7)，给加工程序的每个程序段都计算出各自所需的，指令值，这样就保证了实际切削进给速度恒定为f。当然，在采用式(7)求取指令进给速度F时，假如在工件坐标系中两个连续刀位点的刀心坐标不变，只是刀轴矢量发生变化，这时所求得的刀具相对工件的实际运动距离δs=0，将其代入式(7)，求得程序中的指令进给速度F为无穷大，这在加工中是不允许的。实际上，数控系统允许的进给速度指令值都有一极限值F_max，当求得的，大于极限值F_max时，该程序段的进给速度指令值取F_max。

　　在G93指令有效的情况下，根据式(5)，也可求出多轴联动加工编程进给速度，和实际进给速度，的关系为

　　与G94指令不同的是单位时间△T按照式(4)进行计算。

2 基于Pro／E的多轴联动进给速度控制后置处理实现技术

　　Pro／E的后处理模块Pro／NC POST中的机床后置处理器GPOST由两个文件组成：UNCXOI．Pxx——定义该机床所有参数的对应文件；UNCXOI．Fxx——针对该机床做二次开发的文件。

　　在Pro／E中做任何一种机床的后处理只需编写这两个文件即可。其中在UNCXOI．Pxx文件中用来指定机床类型、输出文件格式、输出程序的头尾和GM代码的定义等等。在Pro／E的机床选项文件生成器(Option File Generator)中依据机床工作手册和数控系统编程手册定义机床的各种参数和GM代码，然后机床选项文件生成器会自动将这些参数保存在UNCX01．Pxx文件中。另一个文件UNCX01．Fxx是采用工厂级语言(Factory Interface Language)来编写的。这是一种宏语言，通过编写这个文件，可以修改后处理器的输出、修改刀位轨迹文件以及进行其他特殊需求的输出，可以极大地扩展后处理器的功能。具备G93和G94指令功能的数控系统，结合Pro／E后置处理中的Feed rates功能选项直接设置即可实现，如图1所示。如果数控系统不带C,93和G94指令功能，可以在编辑这个文件时加入上述多轴联动进给速度的算法。

3 加工实例

　　为了验证上述进给速度计算模型与程序后置处理方法，在加工中心DMU 125P上对下极头零件进行了实际加工。图2为零件三维造型图，中间浅色部分表示上下不同半径的圆角曲面，其两边深色部分为倾斜平面。加工时用,20 mm的硬质合金铣刀侧刃进行加工。由于在加工过程中刀轴变化较大，在没处理前，编程进给速度固定，导致实际加工进给速度在倾斜平面向圆角曲面加工时剧烈变化，加工表面质量差，刀具磨损严重。

　　根据零件加工部位特点，并结合机床所配数控系统G93和G94指令功能，在Pro／E上进行后置处理设置。后置处理得到的NC程序如图3所示。由图3可知，加工过程中实际切削进给速度保持恒定。采用该NC程序加工得到的零件如图4所示，经过测量，形位尺寸精度均满足设计要求，同时也降低实际加工种低了刀具磨损。

4 结语

　　(1)多轴联动加工时，程序段中的进给速度仅为加工速度的参考值，刀具实际切削进给速度需要结合数控系统功能进行后置处理计算。

　　(2)给出了多轴联动加工实际切削进给速度与NC编程进给速度的关系，并结合下极头零件，经Pro／E后置处理，实现了多轴联动加工进给速度的控制，保证了实际切削进给速度的平稳。本文研究为实现导弹典型结构件多轴联动高效加工奠定了坚实的技术基础。