一、前言
對于直紋面葉輪的5軸銑削加工，熟悉的人都清楚葉輪專用編程軟件MAX-5有著明顯的優勢。該軟件加工軌跡的定義方式豐富、刀具選擇面廣，加工效果非常好。但由于是專用軟件，它的后置處理程序是由軟件公司根據實際機床結構編寫的，不具有通用性和可編輯性。實際的工作中，我們可能會碰到各種不同運動關系和結構的機床，是否可以提取MAX-5生成的刀位文件而通過其他的軟件去實現靈活后置呢？如果這樣的方式能夠實現，將帶給我們極大的方便，同時也增強了MAX-5軟件的適應性。
UG是一款高端的一體化軟件，其CAM功能中的可變軸銑削方式就能夠實現多軸加工。同時該軟件還有一個很大的好處，它對自身的刀位文件可以靈活地后置，通過用戶定義的后置處理程序就可生成實際機床所需的代碼文件。由此，我們嘗試通過UG軟件去后置MAX-5軟件生成的刀位文件，并成功地在雙旋轉工作臺5軸機床上得以實現。本文就該方式的具體實現過程介紹如下。
二、UG軟件多軸加工后置處理程序的用戶自定義
UG軟件中的Post-Builder是提供給用戶定制后置處理程序的功能模塊。該模塊如圖1所示，不僅可以對程序結構和代碼進行定義，同時也可以對機床的運動關系進行定義，這就為我們創造了條件。在這里，考慮多軸加工的后置，我們主要介紹定義機床的運動關系部分，其余的不作敘述。
圖1 UG的Post-Builder功能模塊
先探討一下UG軟件提供的機床定義功能。如圖2所示，在Create New Post Processor界面里，機床的定義包括了所有的5軸運動關系，這里需要定義與實際相符的機床運動關系，在本文中定義為5-Axis with Dual Rotary Tables方式，然后明確其他選項，進入后續的定置。在5—Axis Mill的定義中 ，有General Parameters 、Fourth Axis、Fifth Axis共三個部分需要定義，可參照UG的培訓教程，這里不作詳述。如圖3所示，值得注意的是各旋轉軸同機床零點之間的相互幾何關系和各旋轉軸的旋轉角度偏移定義，對于后置處理的正確性影響較大。
圖2 UG的機床定義界面
圖3 定義機床旋轉軸
另外，如圖4所示，在我們定義機床運動關系時可以利用Machine Tool Display隨時進行顯示，并與實際相比較。最后在完成所有的定義后形成最初的后置程序。這個程序通常需要根據實際后置結果進行必要的調整和修改，以滿足實際的需要。
圖4 UG中的機床仿真
三、用UG后置處理MAX-5刀位文件的具體實現過程
在得到上面最初的后置程序以后，我們就可以開始利用UG 軟件為我們服務了。下面按照實現的過程逐步進行介紹，為方便介紹和直觀地展現，我們這里只導入了一個葉片的加工輪廓。
1. MAX-5刀位文件的導入
MAX-5所生成的刀位文件是一個標準的APT文本文件，同UG多軸加工的刀位文件相比，只是增加了一些注釋說明，其刀具運動的軌跡點描述完全相同。經過試驗，只需要將MAX-5所生成的刀位文件格式改為UG的刀位文件格式（CLS文件），其余可不做任何改變。然后通過UG軟件的Manufacturing→Tools→CLSF即可直接導入。值得注意的是刀具軌跡中的刀具信息不能導入，如果需要，可在UG軟件中添加刀具并對原刀具軌跡作拷貝，同時建議最好在UG軟件中事先建立葉輪的3D模型，這樣在以后的處理中非常直觀，便于操作。本例導入的刀軌如圖5所示。
圖5 刀軌示意
2. 對導入的刀具軌跡進行必要的處理和轉換
葉輪的實際加工依據機床的結構，其加工方向可能在葉輪的四個象限（正對葉輪看）內進行，因此需要根據實際機床結構對導入UG的刀具軌跡進行必要的轉換，這樣便于理解，也比較容易同后置處理協調一致。本例考慮葉輪的加工方向為第二象限，因此通過CAM Transformations 對刀具軌跡逆時針旋轉了45°，以滿足實際加工的要求。
3. 利用事先定義的后置處理程序進行后置處理
通過Post Process在選定后置處理程序后對需要的刀具軌跡進行后置，然后必須對后置出來的加工代碼在旋轉軸的方向、旋轉角度的連續性（不能有角度的突變）、實際坐標值等方面進行分析。通常情況下都需要對最初形成的后置處理程序進行修改，經過幾次反復，才能得到比較正確的加工代碼。
4. 利用VERICUT軟件處理得到的G代碼文件并進行必要的校驗
在加工中心上進行5軸加工，事先對加工過程進行校驗和仿真是必要的，同時還要考慮與實際加工環境相一致。我們選用了VERICUT軟件來做這項工作，具體過程這里不再介紹。圖6所示的是后置處理所得加工代碼在VERICUT軟件中運行后的真實結果。
圖6 VERICUT中的仿真結果
四、結束語
本文通過利用UG軟件對MAX-5所生成的刀具軌跡文件進行后置處理并在雙旋轉工作臺機床上完成加工的實現，對靈活后置處理MAX-5的刀具軌跡進行了一次成功的嘗試。可以看到，這種方式是比較容易實現的，它是有效的5軸刀具軌跡后置處理方法。