近年來多任務加工(Multi-Task Machining，MTM)機床或稱復合加工機床在國內的各種機床展覽上占據(jù)顯著的位置，其一次裝夾，完成全部或大部分加工工序，提高工件加工精度，縮短加工周期和節(jié)約作業(yè)面積，使其成為產(chǎn)品加工的發(fā)展方向。并且隨著數(shù)控車床和五軸加工中心等技術的持續(xù)發(fā)展，復合加工機床的刀具系統(tǒng)也從早期的固定刀具位數(shù)的旋轉刀塔發(fā)展到如今的五軸加工(帶B軸)和自動換刀精密結合的新階段，從而極大的擴展其應用范圍。這對此類機床的NC程序的編制帶來了更大的挑戰(zhàn)。

　　目前在國內復合加工機床的NC程序編制主要依靠機床控制系統(tǒng)自帶的輔助編程功能和手工編程相結合，而隨著此類機床向更復雜的五軸聯(lián)動等方向發(fā)展，非獨立CAM解決方案的NC程序編制方式面臨的極大的挑戰(zhàn)。就成熟的CAM(Computer-aided manufacturing)解決方案而言，Cimatron集團旗下復合加工旗艦產(chǎn)品GibbsCAM即為此領域的佼佼者。本文集中闡述GibbsCAM如何響應復合加工機床的特殊復雜配置，從而使得其后置處理系統(tǒng)能完整的反饋此類機床的各種加工需求。

　　GibbsCAM針對復合加工機床的后置處理系統(tǒng)由三部分組成：機床定義文件(Machine Definition Documents，MDD)，虛擬機床宏定義(Virtual Machine Macro，VMM)及后置處理程序(GibbsCAM Compost)。

　　1.機床定義文件(Machine Definition Documents，MDD)

　　GibbsCAM機床定義文件根據(jù)機床類型(如3軸、4軸、5軸銑削，車削，車銑復合及MTM)定義機床的各種結構及配置參數(shù)，如機床方位形式(立式/臥式)，更多的鉆孔循環(huán)定義，適用的冷卻方式定義，原點位置，換刀位置，以及對應的刀具系統(tǒng)，工作臺或主軸系統(tǒng)等機床子系統(tǒng)相關參數(shù)配置。機床定義文件界面如圖一所示。

　　圖一 GibbsCAM機床定義文件(MDD)界面

　　通過針對特定機床的MDD定義，在應用GibbsCAM進行程序編制過程中，其編程界面則會出現(xiàn)對應的改變。下文以Hardinge Conquest TT65機床為例，闡述MDD定義后GibbsCAM編程界面對其所做的響應。Hardinge Conquest TT65為雙主軸雙刀塔復合加工機床，上下刀塔均為12把刀位的旋轉刀塔系統(tǒng)，其圖二為其加工區(qū)域配置圖片。

　　圖二 Hardinge Conquest TT65 加工區(qū)域配置圖

　　針對此機床定義名為Hard TT65 with Fanuc Any VMM[2T2S-YC]的機床定義文件，應用于GibbsCAM加工系統(tǒng)后，則：

　　1)在GibbsCAM的起始文件對話框中，選擇所定義的Hard TT65 with Fanuc Any VMM [2T2S-YC]機床，則在坯料定義界面出現(xiàn)主軸選擇(S1: 主軸1/S2: 主軸2)和刀塔選擇(TG1:上刀塔/TG2:下刀塔)，以及上下刀塔的換刀位置設定等區(qū)域，如圖三所示。這些區(qū)域的顯示內容即由所選擇機床(MDD)決定。

　　圖三 GibbsCAM文件對話框

　　2)在GibbsCAM程序界面，在刀具列表中創(chuàng)建刀具時，則有上下刀塔及其刀塔位置選項，如圖四所示：

　　圖四 刀具創(chuàng)建對話框——刀塔及其位置選擇

　　3)在對應工序參數(shù)設定界面，則有當前加工所針對的主軸選項，如圖五所示：

　　圖五 工序參數(shù)對話框——主軸選擇

　　4)如果在MDD中定義機床為多通道(Flows)，則GibbsCAM的同步管理器被激活可選，通過它，GibbsCAM能直觀高效的定義多通道之間的同步指令。圖六為GibbsCAM同步管理器界面。

　　圖六 GibbsCAM同步管理器

　　GibbsCAM系統(tǒng)通過MDD的定義，把特殊機床對應的結構體現(xiàn)在程序編制的過程中，從而在后續(xù)的后置處理程序(GibbsCAM Compost)中，應用對應的指令變量響應軟件界面中所做的特殊設定，從而使得其后置處理系統(tǒng)能把復雜的問題簡單化。

　　2.虛擬機床宏定義(Virtual Machine Macro，VMM)

　　既為復合加工，其目的則為一次裝夾完成大部甚至全部加工工序，從而達到縮短加工周期，保證加工精度等目的。這從而要求復合加工機床必須具備一些在各工序之間過度所需的非切削成型功能，這在GibbsCAM里，稱之為公用操作(Utility Operation)，如各種方式的自動送料、卸料;主軸2和主軸1的對接;以及有的復合加工機床會配備能編程控制的尾座或支架等。通用的CAM解決方案只提供切削軌跡的編程，無從涵蓋復合加工機床所額外具備的這些非切削動作編程。作為專業(yè)的復合加工CAM解決方案，GibbsCAM提供的虛擬機床宏定義則為滿足此類非切削動作編程而設。通過它的定義，用戶能像編制一步切削工序相同的步驟，編制想要的機床輔助動作。當然，也正是可以在程序編制的過程中涵蓋這部分內容，在后置處理程序中，也就能輕松響應，在對應位置輸出這些想要的機床輔助動作的各種指令。圖七即為GibbsCAM公用操作界面，下拉列表中涵蓋各種復合加工機床可能具備的輔助動作定義。在每一種GibbsCAM公用操作里，此界面則會提供所需參數(shù)的輸入框供用戶設定。圖七除了顯示可用的公用操作下拉列表，剩余界面顯示內容則為所選公用操作“載入主軸”并選擇“棒式進給”類型的參數(shù)界面。

　　圖七 GibbsCAM公用操作界面

　　3.后置處理程序(GibbsCAM Compost)

　　GibbsCAM后置處理程序即為讀取其編制的各種機床運行信息，包括切削的刀具路徑軌跡、非切削的機床公用操作以及同步屬性等各種其他設定，并把這些信息轉換為特定機床和其控制系統(tǒng)所需的NC程序。正是由于有了MDD和VMM文件對軟件編程環(huán)境的控制，使得后置處理程序針對復合加工機床的特殊功能更加有針對性的進行后置處理。所以，可以這么說，軟件配置的專業(yè)性帶來了后置處理的靈活性。在這一點上，通用CAM解決方案難以達到復雜的復合加工機床的編程需求。目前，在沒有專業(yè)的復合加工解決方案而又無法手工編程(如有部分的曲面加工)時，通常的做法是利用通用CAM解決方案的算法計算出部分切削軌跡程序，再后續(xù)手工整合，以適應復合加工機床對完整加工的NC程序的要求。從這里看來，GibbsCAM作為專業(yè)的復合加工CAM解決方案，隨著國內復合加工技術的逐步普及和發(fā)展，將會得到更廣泛的應用。