下载文档原格式
基础教程•引言•PowerMILL软件界面与基本操作•数控编程基础知识•PowerMILL数控编程功能详解目•典型零件数控编程实例分析•课程总结与展望录引言02030401课程目的与背景掌握PowerMILL 数控编程的基本概念和原理熟悉PowerMILL 软件的操作界面和基本功能了解数控编程在制造业中的重要性和应用提高学员的数控编程技能和实际操作能力PowerMILL软件简介PowerMILL是一款专业的数控编程软件，广泛应用于制造业领域PowerMILL支持多种件格式导入，方便用户进行模型处理和编程01数控编程是指使用计算机编程语言描述零件的加工过程，生成数控程序的过程02数控程序是一系列指令的集合，用于控制机床按照预定的加工路径进行切削03数控编程涉及的基本概念包括坐标系、刀具、切削参数、加工策略等04掌握这些基本概念是学好PowerMILL 数控编程的基础数控编程基本概念PowerMILL软件界面与基本操作软件界面介绍主界面菜单栏工具栏绘图区输出NC 程序将刀具路径输出为用于数控机床加工。
使用模拟命令对创建的刀具路径进行模拟加工，检查是否存在问题。
创建刀具路径根据加工需求选择合适的加工策略，创建刀具路径。
新建项目选择文件菜单中的新建命令，项目。
导入模型基本操作流程PowerMILL 支持多种文件格式，用户可以使用打开、保存、另存为等命令对文件进行管理。
文件管理系统设置刀具库管理自定义快捷键用户可以在系统设置中设置软件界面语言、单位、精度等参数，以满足不同的使用需求。
PowerMILL 提供丰富的刀具库，用户可以在刀具库中添加、编辑、删除刀具，以满足不同的加工需求。
用户可以根据自己的使用习惯自定义快捷键，提高操作效率。
文件管理与设置数控编程基础知识数控编程原理及特点数控编程原理数控编程特点高精度、高效率、高自动化、高柔性。
数控机床坐标系与运动控制数控机床坐标系运动控制刀具选择与切削参数设置刀具选择根据加工要求选择合适的刀具类型、材质和几何参数。
PowerMILL五轴加工后处理制作的研究洪超（江苏科技大学工程训练中心，江苏省镇江市212000）摘要：研究后处理的主要作用和五轴数控机床的结构、特性。
针对PowerMILL软件PostProcessor后处理模块，以固定龙门摇篮式五轴机床为例，在标准后处理文件基础上，详细介绍了五轴后处理文件的修改、定制方法和创建mach3系统五轴后处理的过程。
关键词：五轴机床；后处理；PowerMILL1引言随着产品的几何设计越来越复杂，尤其是航空、航天、模具以及流体机械相关的重要零部件，都需要五轴CNC机床加工，这类零件的加工要求刀具矢量方向与加工面方向一致，这样数控机床除了平动坐标轴以外，还应有旋转运动坐标轴。
与三轴加工相比较，五轴数控加工有其自身的特点：明显地提高了加工效率；改善了加工表面质量与准确度；加工对象广泛等。
但与此同时，五轴数控机床在加工时的实际运动情况比三轴加工要复杂得多。
由于五轴机床种类、结构和参数不同，自动编程软件多样，造成了后处理不能通用，给五轴机床的普及带来很大困难。
本文介绍利用PowerMILL软件自带后处理模块，研编摇篮式五轴后处理的方法。
2后置处理的作用和任务在数控程序的编制过程中，利用CAM软件根据走刀方式、刀具和切削用量等设置计算刀具轨迹的过程称为前置处理。
为了简化系统软件以及使前置处理具有更强的通用性，一般在前置处理时，都不考虑机床的实际结构类型及数控系统的编程指令格式。
因此，要获取数控机床能够识别的NC程序代码，就必须将软件中所得到的刀具轨迹转化为所用数控机床的NC程序代码，这个过程即为后置处理。
后置处理的任务是根据具体机床的运动结构和控制指令格式,将前置处理计算出的刀位数据转换成机床各轴的运动数据，并按其控制指令的格式进行转换，生成数控机床的加工程序。
后置处理是联系CAD/CAM 技术与数控加工的纽带，是编制数控程序的核心技术之一，也是数控加工技术中的关键组成部分。
5轴主轴头选项文件设置( Up dated 31/01/2001 )以下链接给出的是一个5轴主轴头范例图示:- ( 主轴头回转轴)第4旋转轴和第5旋转轴要求下面是多轴旋转加工需在选项文件中定义的内容。
:-( 范例中定义了三个主旋转轴，A , B , 和C ，但实际应用中多旋转轴加工系统仅会使用其中两个。
)define format ( A B C ) ## 内建源文件中可能已经定义metric formatsleading zeros = falsetrailing zeros = truedecimal point = truedecimal places = 3imperial formatsleading zeros = falsetrailing zeros = truedecimal point = truedecimal places = 4end defineword order = ( + A B C ) ## 仅当内建字排序列表中间没有时需要block order = true ## 不考虑内建排序列表，使用"define block xxx. " 排序define keysazimuth axis = C## 第4旋转轴通常为方位角( 立柱回转) elevation axis = B## 第5回转轴通常为仰角( 主轴回转)end define## " A, 和/或B, 和/或C " 均需插入到Rapid 快进和Linear 线性程序段中，其和对齐轴相关。
( 范例图示，B绕Y旋转，C绕Z旋转) define block move rapidN ; G1 ; G2 ; G3 ; G6 ; X ; Y ; Z ; B ; C ; S ; H ; M1 ; M2end definedefine block move linearN ; G1 ; G2 ; X ; Y ; Z ; B ; C ; F ; M1 ; M2end define旋转轴参数设置以下参数需包含在旋转轴选项中。
PowerMILL Five Axis 5. 镶嵌参考线5. 镶嵌参考线精加工简介此策略允许用户使用镶嵌参考线定义刀具路径接触点来产生镶嵌参考线精加工刀具路径。
镶嵌参考线是模型上一条和对应曲面相关的曲线。
镶嵌参考线精加工刀具路径可用来指定接触点的精确位置或是在雕刻过程中使用底层曲面有关信息（如曲面法线）来定义刀轴方向。
镶嵌参考线精加工 – 雕刻•从D:\users\training\PowerMILL_data\five_axis\ 5axis_Embedded_Pattern输入模型Embedded.dgk 。
•按模型尺寸产生一方框类型的毛坯。
•重设安全Z高度和开始Z高度。
•同时在开始点和结束点表格中设置使用 – 毛坯中心安全高度。
•产生一直径为5，刀尖半径0.5，长度25，锥高15，锥角7.5的圆角锥度端铣刀 TTR0.5A7.5直径为5，长度为10的刀柄。
•增加一顶部\底部底部直径直径20，长度5，伸出35的夹持。
底部直径直径30，底部•增加一顶部顶部直径底部直径直径30，长度20的夹持。
顶部直径直径30，底部•增加一顶部•右击浏览器中的参考线，从弹出菜单中选取工具栏选项，打开参考线工具栏。
•产生一空参考线并经目录PowerMILL_data\five_axis\ 5axis_Embedded_Pattern 从文件Delcam_Pattern.dgk 插入一参考线。
5. 镶嵌参考线 PowerMILL Five Axis参考线是文本DELCAM，它位于部件表面之上。
为使用曲面法线来定向刀具，此参考线需镶嵌后方可使用。
•重新命名参考线为‘Text’•右击浏览器中的参考线，从弹出菜单中选取编辑 – 镶嵌。
于是打开镶嵌参考线表格。
•在方法选项中选取投影，然后点击应用。
PowerMILL Five Axis 5. 镶嵌参考线于是浏览器中产生一名称为Text_1的镶嵌参考线并以标记。
原始参考线仍然保留。
( Up dated 31/01/2001 )以下链接给出的是一个5轴主轴头范例图示 :- ( 主轴头回转轴 )第4旋转轴和第5旋转轴要求下面是多轴旋转加工需在选项文件中定义的内容。
:-( 范例中定义了三个主旋转轴， A , B , 和 C ，但实际应用中多旋转轴加工系统仅会使用其中两个。
)define format ( A B C ) ## 内建源文件中可能已经定义metric formatsleading zeros = falsetrailing zeros = truedecimal point = truedecimal places = 3imperial formatsleading zeros = falsetrailing zeros = truedecimal point = truedecimal places = 4end defineword order = ( + A B C ) ## 仅当内建字排序列表中间没有时需要block order =true ## 不考虑内建排序列表，使用"define block xxx. " 排序define keysazimuthaxis = C## 第4旋转轴通常为方位角 ( 立柱回转 )elevationaxis = B## 第5回转轴通常为仰角 ( 主轴回转 )end define## " A, 和 /或B, 和 /或C " 均需插入到Rapid 快进和Linear 线性程序段中，其和对齐轴相关。
( 范例图示，B绕Y旋转，C绕Z旋转)define block move rapidN ; G1 ; G2 ; G3 ; G6 ; X ; Y ; Z ; B ; C ; S ;H ; M1 ; M2end definedefine block move linearN ; G1 ; G2 ; X ; Y ; Z ; B ; C ; F ; M1 ; M2 end define旋转轴参数设置以下参数需包含在旋转轴选项中。
PowerMILL 5轴加工教材内容提要1. 简介2. 5轴加工选项3. 5轴笔式精加工和清角精加工4. 5轴轮廓加工5. 5轴SWARF 加工6. 径向和轴向余量7. 刀具路径间的刀具移动控制8. 3 + 2 轴加工和钻孔9. PowerSHAPE 在5轴加工中的应用10. 附录简介5轴加工时，床头或工作台除沿三维坐标系做线性移动外也同时做旋转移动。
PowerMILL提供了多个有效的刀具定位方法。
5轴加工可通过一次装夹加工完毕使用3轴加工需多次装夹才能加工的零件。
使用5轴控制器可重新定位刀具，以加工沿Z轴无法直接加工的陡峭表面或是底切区域。
5轴加工时，必须确保选取了合适的切入切出和连接及三维限界，并仔细检查可能导致过切的区域，确保刀具路径无过切。
所有产生的刀具路径在运用于加工前，请确保其已进行过计算机仿真模拟加工检查。
5轴加工选项PowerMILL刀轴的缺省设置为供3轴加工使用的垂直选项。
5轴加工的刀轴定位可通过点击主工具栏或是精加工表格刀轴域（下图左图所示）中的图标来进行。
前倾/侧倾前倾角为刀具沿刀具路径方向的给定角度；侧倾角为和刀具路径方向垂直方向的给定角度。
如果这两个角度的设置均为零，则刀具方向将为刀具路径的法向。
刀具路径的法向为刀具路径产生过程中将其投影到曲面数据上时的方向。
对参考线精加工而言，此方向始终为垂直的；对投影精加工而言，其方向随局部投影方向的变化而变化。
从目录five_axis/3plus2b_as_5axis 装载模型3plus2b.dgk 。
∙按零件尺寸产生毛坯。
∙定义一直径为15mm 的球头刀(bn15)。
∙输入安全Z高度185 ，开始Z高度180。
∙在刀具开始点表格中，设置方式：固定；位置：绝对并输入坐标值：X-100 Y0 Z190。
∙在精加工表格中选取平面投影选项，在刀轴选项中，将前倾和侧倾角均设置为0。
这将迫使刀具方向和加工策略的投影方向一致。
∙切入切出和连接的设置如下：∙Z高度: ------ 掠过15 下切5∙切入/切出: ------ 垂直圆弧: 角度90 半径6∙连接: ------ 短/长: 刀轴掠过安全: 刀轴安全Z高度。
5轴主轴头选项文件设置( Up dated 31/01/2001 )以下链接给出的是一个5轴主轴头范例图示:- ( 主轴头回转轴)第4旋转轴和第5旋转轴要求下面是多轴旋转加工需在选项文件中定义的内容。
:-( 范例中定义了三个主旋转轴，A , B , 和C ，但实际应用中多旋转轴加工系统仅会使用其中两个。
)define format ( A B C ) ## 内建源文件中可能已经定义metric formatsleading zeros = falsetrailing zeros = truedecimal point = truedecimal places = 3imperial formatsleading zeros = falsetrailing zeros = truedecimal point = truedecimal places = 4end defineword order = ( + A B C ) ## 仅当内建字排序列表中间没有时需要block order = true ## 不考虑内建排序列表，使用"define block xxx. " 排序define keysazimuth axis = C## 第4旋转轴通常为方位角( 立柱回转) elevation axis = B## 第5回转轴通常为仰角( 主轴回转)end define## " A, 和/或B, 和/或C " 均需插入到Rapid 快进和Linear 线性程序段中，其和对齐轴相关。
( 范例图示，B绕Y旋转，C绕Z旋转) define block move rapidN ; G1 ; G2 ; G3 ; G6 ; X ; Y ; Z ; B ; C ; S ; H ; M1 ; M2end definedefine block move linearN ; G1 ; G2 ; X ; Y ; Z ; B ; C ; F ; M1 ; M2end define旋转轴参数设置以下参数需包含在旋转轴选项中。
spindle azimuth rotation = true ## 旋转工作台缺省为falsespindle elevation rotation = true ## 旋转工作台缺省为false上面定义了立柱column / 主轴spindle 是回转轴。
azimuth axis parameters = ( 0 0 0 0 0 1)elevation axis parameters = ( 0 0 0 0 10 )在此，两个轴的头三位数字都设置为0 0 0，它们通常是为工作台保留。
而主轴方位角spindle azimuth和仰角偏置elevation offsets通过azimuth和elevation centre参数设置。
azimuth centre= ( 0. 0. 0. ) ## 通常不会在方位角方向出现偏置)elevation centre= ( 0. 0. 180.5) ## Z轴上偏置180.5mm Z第二组的三个数字定义工作台旋转时旋转轴是绕X轴还是绕Y轴或是绕Z轴旋转。
(方位轴和仰角轴不能同时对齐于同一轴。
方位角是主对齐角))由此我们知道，上述范例表示了一个方位角绕Z轴旋转( 矢量0. 0. 1. )，仰角绕Y轴旋转( 矢量0. 1. 0.) 的机床。
( 注1 :-这些数字可写成( 0. ) －带点或( 0 ) －不带点。
)( 注2 :-有些机床控制器可能会使用一些他们自己特有的代码将回转中心虚拟在刀尖中心。
这种情况下请将方位角中心偏置elevation centre offset设置为零。
额外参数azimuth axis units= degrees ## 常规单位( 缺省可能为none )azimuth axis direction= positive ## 需要的常规旋转方向( 缺省可能为none )elevation axis units= degrees ## 常规单位( 缺省可能为none )elevation axis direction= positive ## 需要的常规旋转方向( 缺省可能为none )pcs origin = ( 0 0 0 0 0 0 ) ## ( 缺省, 仅用在某些5轴水平主轴对齐中)## Azimuth Min Max. Elev'n Min Max. Tol. Movesrotary axis limits = ( -99999 99999-99999 999990.1 1 ) ## 缺省值，virtually 无限制回转( 设置范例)rotary axis limits = ( -360.0 360.0-110.0 110.00.1 4 ) ##主轴方位角立柱Spindle Azimuth Column回转限制在任意方向一圈，主轴倾斜仰角回转限制在+/- 110度。
双边均为零[ 垂直Vertical ] )公差值( Tol. ) 是Ductpost在移动次数设置中保持的角度偏移公差。
相应地保持公差和移动次数到最高和最低值可得到好的加工质量。
( 从DP1331 开始，移动功能( 最后的数字) 被" linearise multiaxis moves = true " 取代，它将自动调整移动次数，以满足公差设置。
)( 注3 :- 在此我们假设立柱Column 是垂直的，刀具点垂直向下于C 0 , B 0 ,或立柱Column 是水平的，刀具点水平于C 0, B 0。
如果立柱Column 是水平的且B 0 是垂直相似或向下，请于Delcam Support 联系。
)请同时参考5-轴主轴范例返回:- 顶部: 参数旋转5轴范例( 最新更新24/02/2006 –未完成) 以下范例是多轴加工需要的典型最小定义。
某些格式如果已经在源代码中定义，这些格式就不再需要。
因此事先检查一下，避免在选项文件中增加一些不必要的额外的内容。
5 轴加工也许需要比下面范例中给出信息更完整的信息，具体需要什么样的信息和控制器类型和控制器功能有关。
本节最后部分对这方面内容做了一些阐述。
1/ 5轴工作台2/ 5轴主轴头和工作台联动3/ 5轴主轴头4/ 5轴45度, 回转头( DMG - DMU*P系列)5/ 5轴45度,回转工作台( DMG - DMU*V系列)配置参数1/ 5轴工作台Azimuth方位角倾斜工作台(A)绕X轴旋转，Elevation仰角工作台(C)绕Z 轴旋转，(A)零对齐于Z轴define word M5address letter = “M”address width = 1field width = 2modalend definedefine word M6address letter = “M”address width = 1field width = 2modalend definedefine format ( A B C ) ##源文件中A没能正确定义。
field width = 8modalmetric formatsdecimal point = truedecimal places = 3trailing zeros = falseleading zeros = falseimperial formatsdecimal point = truedecimal places = 4trailing zeros = falseleading zeros = falseend defineword order = ( + A C)define keysazimuth axis = Aelevation axis = Cend definedefine codes# elevation clamping codes ## 其它地方另行处理( 查看Clamping ) clamp on = M5 11clamp off = M5 12# azimuth clamping codesazimuth clamp on = M6 21azimuth clamp off = M6 22end definespindle azimuth rotation = falseazimuth axis units = degreesazimuth axis direction = po si tiveazimuth axis parameters = ( 0.0 0.0 0.0 10 0 ) ## RTC 零。
查看下面的注-1( 类型A )或azimuth axis parameters = ( 0.0 0.0 55.0 1 0 0 ) ## RTC 零点之上55mm 。
查看下面的注释( 类型B )或azimuth axis parameters = ( 0.0 0.0 -55.0 1 0 0 ) ## RTC -零点之下55mm 。
查看下面的注释( 类型C )spindle elevation rotation = falseelevation axis units = degreeselevation axis direction = positiveelevation axis parameters = ( 0.0 0.0 0.0 0 0 1 )linear axis limits = ( -1750.0 1200.0 -875.0 875.0 -250.0 250.0 )rotary axis limits = (-95.0 35.0 -3600.0 3600.00.01 1 )initial tool vector = ( 0 0 1 ) ## 主轴和Z轴对齐。
缺省workplane angles = none ## 查看下面的注释-6multiaxis coordinate transform = truelinearise multiaxis moves = trueretract at angular limit = true## 缺省= falsewithdrawal amount = 100.0integer 3 = 1define block move rapidN ; rapid ; G6 ; x coord ; y coord ; z coord ; azimuth axis ; elevation axis ; S ; H ; M1 ; M2end definedefine block move linearN ; linear ; G2 ; x coord ; y coord ; z coord ; azimuth axis ; elevation axis ; tool radius ; feedrate ; M1 ; M2end define## This is the minimum requirement, it could well require additional embellishment to meet certain functions.## It is not essential to have the rotary axes in the Rapid block as it isn’t used for multi axis working.NOTE : For Heidenhain use G1 in place of “ rapid ” and “ linear ”, leave out G2, and us RR instead of “ tool radius ”( 返回顶部) 2/ 5轴主轴头和工作台联动回转刀具主轴(B)绕Y回转，工作台C绕Z旋转，B为零( 垂直) define format ( A B C)field width = 8modalmetric formatsdecimal point = truedecimal places = 3trailing zeros = falseleading zeros = falseimperial formatsdecimal point = truedecimal places = 4trailing zeros = falseleading zeros = falseend defineword order = ( + B C)define keysazimuth axis = Belevation axis = Cend definespindle azimuth rotation = trueazimuth axis units = degreesazimuth axis direction = positiveazimuth centre = ( 0.0 0.0 185.56) ## 查看下面的注释-2azimuth axis parameters = ( 0.0 0.0 0.0 0 1 0 )spindle elevation rotation = falseelevation axis units = degreeselevation axis direction = positiveelevation centre = ( 0.0 0.0 0.0 )elevation axis parameters = ( 0.0 0.0 0.0 0 0 1 )linear axis limits = ( -1750 0 1200.0 -875.0 875.0 -250.0 250.0 )rotary axis limits = ( -110.0 110.0-3600.0 3600.00.01 1 )initial tool vector = ( 0 0 1 ) ## 主轴对齐于Z轴。
