五轴联动数控加工中心仿真系统开发应用

　　2.五坐标数控仿真系统技术应用研究

　　(1)五坐标数控加工G代码程序与数控控制系统连接设置调试。

　　由于实际数控机床选用的是FIDIA20数控指令系统，因此五轴联动加工过程中为便于系统空间几何运算，采用绝对坐标和刀具中心端点为转心的模式进行后置处理程序G代码指令的过程模拟，FIDIA20数控指令系统的设置应与机床控制系统选项匹配。

　　(2)五坐标数控仿真系统应用测试。

　　 图9所示为蒙皮零件成型工装五轴联动加工投产前，在五坐标数控仿真系统内模拟应用。该零件的工艺装备最大外形10 500mm×2 535mm×545mm，其中成型面为复杂双曲面，采用长度方向两侧局部拼接加工。在五轴联动加工时，边界为：X-2 227.081，Y 679.116，Z553.417。位置主轴角度为：A -16.333°， C-173.124°，工装定位未超出机床工作行程。通过仿真系统分析两次定位模拟加工，显示零件加工过程的直观状态，C 轴部件和 A 轴部件大角度联动空间状态可以在不同视角观测，以验证工艺过程合理性，避免装夹定位不准确导致超程重复工作。

　　模拟调用五轴联动加工数控程序如下。

　　N1 G96 G90

　　N2 G00 X0.0 Y0.0 Z100.0 A0 C0

　　N3 G40 M08

　　N4 T0M06

　　N5 G00 X2947.902 Y1068.768 Z506.928 A9.599 C6.887 S70 M03

　　N6 G01 X2951.861 Y1078.168 Z508.439 A9.761 C6.881 F1000

　　N7 X2955.135 Y1087.657 Z510.006 A9.928 C6.875

　　N8 X2957.726 Y1097.173 Z511.619 A10.098 C6.868

　　N9 X2959.657 Y1106.654 Z513.269 A10.271 C6.861

　　N10 X2960.957 Y1116.051 Z514.945 A10.446 C6.854

　　N11 X2961.652 Y1125.324 Z516.642 A10.621 C6.847

　　N12 X2961.751 Y1134.44 Z518.351 A10.798 C6.84

　　N13 X2961.188 Y1145.135 Z520.41 A11.009 C6.832

　　N14 X2959.884 Y1155.53 Z522.468 A11.218 C6.825

　　N15 X2957.918 Y1165.602 Z524.517 A11.425 C6.82

　　N16 X2955.336 Y1175.335 Z526.55 A11.628 C6.815

　　N17 X2952.165 Y1184.713 Z528.561 A11.828 C6.812

　　N18 X2948.428 Y1193.717 Z530.543 A12.025

　　N19 X2944.203 Y1202.356 Z532.493 A12.218

　　N20 X2939.488 Y1210.611 Z534.404 A12.408 C6.814

　　N21 X2933.417 Y1219.752 Z536.579 A12.625 C6.818

　　N22 X2927.727 Y1227.143 Z538.387 A12.806 C6.823

　　N23 X2921.653 Y1234.148 Z540.145 A12.982 C6.829

　　N24 X2914.075 Y1241.802 Z542.12 A13.181 C6.837

　　N25 X2907.149 Y1247.876 Z543.736 A13.345 C6.845

　　N26 X2899.895 Y1253.546 Z545.286 A13.504 C6.852

　　N27 X2890.995 Y1259.597 Z546.996 A13.68 C6.861

　　N28 X2882.992 Y1264.256 Z548.362 A13.821 C6.868

　　N29 X2874.69 Y1268.464 Z549.64 A13.952 C6.873

　　N30 X2866.079 Y1272.173 Z550.816 A14.073 C6.878

　　N31 X2857.17 Y1275.354 Z551.88 A14.182 C6.882

　　N32 X2847.984 Y1278.009 Z552.827 A14.278 C6.886

　　N33 X2838.53 Y1280.104 Z553.648 A14.362 C6.888

　　N34 X2828.82 Y1281.598 Z554.328 A14.431 C6.89

　　N35 X2818.873 Y1282.453 Z554.854 A14.485

　　N36 X2808.713 Y1282.648 Z555.22 A14.523

　　N37 X2798.364 Y1282.143 Z555.411 A14.544

　　N38 X1954.551 Y1183.258 Z555.976 A14.738 C6.776

　　N39 X238.175 Y981.947 Z556.221 A15.351 C6.705

　　N40 M05

　　N41 M02

二、试验件加工验证

　　仿真系统可以根据零件加工程序驱动机床运动，计算模拟零件、刀具系统、夹具系统和机床系统的切削工作过程。当程序执行时，仿真系统模拟出所加工零件的即时状态，准确反映出机构干涉发生位置和相应程序位置。数控程序执行结束后，系统将准确直观地显示零件切削结果和毛坯切削残留状况，同时计算模拟出零件过切或未切到位量，并生成模拟数值报表。

　　在图10所示的实际测试切削应用过程中，拼装夹具装 夹结构略有变动，装夹方式一致，圆柱曲面导向槽五轴联动加工按轮轴曲线槽数据检测，符合设计要求。

三、结论

　　通过上述研究试用的证明，利用该系统可以有效预防首件过切、未加工到位、机床与零件干涉、模锻件装夹定位，以及由于加工超行程和毛坯定义不准等因素带来的加工余量不均匀、空行程，以及打刀等问题，提高加工效率，保证数控编程质量，减少数控技术人员与操作人员的工作量和劳动强度，提高五坐标数控编程制造加工一次成功率，缩短产品设计和加工周期，提高生产效率。