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PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
9. 刀轴限界
简介
可在PowerMILL中设置机床的刀轴限界，定义一旋转工作半径，从而在多轴刀具路径产生过程中，使刀轴不超过该工作半径范围。由于不同的机床具有不同的配置，PowerMILL统一将角度限界以方位角和仰角来描述。
方位角和仰角
方位角是在XY平面上自 X 0° 逆时针方向旋转的角度；仰角是自XY平面向上提起 (+90°) 或向下落下 (-90°) 的角度。
.
限界设置位于刀轴方向表格中。仅可在刀轴设置不为垂直或固定方向，同时勾取了刀轴表格的定义页面中的刀轴限界选项后有效。
必须勾取方可访问限界标签
Issue PMILL 10 Five Axis 9.1
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
• 删除全部，重设表格。
• 从目录D:\users\training\PowerMILL_Data\five_axis\Tool_Limit 输入两个模型 JoyStick.dgk 和 JoyStickBase.dgk 。
• 仅选取模型 JoyStick （底座之上部分），按模型限界计算毛坯。
• 产生一直径为 16mm，长度为 60 的球头刀 BN16。
• 增加一顶部直径16，底部直径16，长度40的刀柄。
• 增加一顶部直径50，底部直径35，长度40的夹持。
• 增加一顶部直径50，底部直径50，长度60，伸出90的夹持。
• 打开快进高度表格，设置安全区域为圆柱体，方向矢量为 I 0 J 0 K 1 ，点击按安全高度重设按钮，自动设置合适的半径和下切半径值。
使用安全区域－圆柱体选项在连接过程中将重新定向，从而得到一光顺的刀轴运动。
9.2 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
• 同时将开始点和结束点设置为使用－毛坯中心安全高度。
• 按以下数据设置切入切出和连接：
切入切出 --无
延伸 --无
连接 短 --曲面上
长 --掠过
缺省 --掠过
• 点击刀具路径策略图标 ，从精加工表格中选取曲面投影精加工选项。
• 重新命名刀具路径为 BN16-LimitsUnset ，严格按照下图在曲面投影精加工和刀轴方向表格中输入相应的值（此时请勿应用表格）。
• 选取球之下的圆倒角和圆柱（两张曲面）。
• 打开部件余量表格 并获取 两张已选曲面到其中一行。
• 设置该行的加工方式为碰撞并应用表格。 Issue PMILL 10 Five Axis 9.3
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
• 点击屏幕底部的命令视窗，键入以下命令行：
EDIT SURFPROJ AUTORANGE OFF
EDIT SURFPROJ RANGEMIN –2
EDIT SURFPROJ RANGEMAX 2
设置曲面投影范围为 +\-2 后，可阻止刀具路径无限制地投影到模型的底部。
• 选取球为参考曲面。
• 应用并接受表格。
• 右击其中一条最低的刀具路径，从弹出菜单选取自最近点仿真选项。
然而问题仍然存在，因为刀具运动超出机床的旋转限界，而且刀具夹持明显的和底部形状碰撞。
下面通过将策略应用到DMU50 Evolution 机床来进一步演示加工过程中刀轴超出旋转限界的情况。
9.4 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
• 右击浏览器中新产生的刀具路径，从弹出菜单选取自开始仿真。
此命令将打开仿真工具栏（如果还未打开）。
• 从主下拉菜单选取查看－工具栏－机床，打开机床定义工具栏。
• 点击输入机床模型图标，从目录 PowerMILL Data\Machine Data 选取文件 dmu50v.mtd。
• 确认点击了显示\不显示机床图标 ，在屏幕上显示机床。
当前零件原点 (用户坐标系) 和机床原点 (顶部 – 旋转工作台中心)相匹配，为此，零件底部当前嵌进了机床床身。为对此进行补偿，需产生一新的，位置更合适的用户坐标系。随后将此新的用户坐标系注册到机床定义工具栏。
• 右击浏览器中的模型，从弹出菜单选取属性，获取零件尺寸。
Issue PMILL 10 Five Axis 9.5
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
• 产生一新的用户坐标系 MTD-datum ，将它移动 Z-50。
• 将新的用户坐标系 MTD-datum 注册到机床定义表格 (注：没有必要激活此新的用户坐标系)。
零件于是立即相对于新的用户坐标系重新定位。
• 选取从前 (-Y) 查看并放大加工区域。
• 点击仿真工具栏中的刀具查看点图标。
• 开始仿真 ，直观观察零件加工。 9.6 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
机床DMU50 的角度限界为 X ±90 Y ±360 ，转换成方位角和仰角后，其方位角限界为0 到 360 ，仰角限界为 0 到 90 。在刀具路径超出此范围前，屏幕上将出现一警告信息，指出将超出刀轴限界。
为能计算出刀具路径，在刀具路径计算过程中将应用实际的刀轴限界。
• 右击浏览器中的刀具路径，从弹出菜单中选取设置，复制那条原始的刀具路径并将它重新命名为 BN16-LimitsSet 。
• 在刀轴方向表格中 选取刀轴限界选项，激活限界页面（勾取显示刀轴，查看限界）。
• 选取限界页面，严格按下图在表格中输入相应的值。
勾取显示限界
球的绿色区域代表允许的刀轴角度区域。
• 接受刀轴方向表格。
• 选取前面所述的两张曲面，应用并接受表格。 Issue PMILL 10 Five Axis 9.7
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
• 右击浏览器中的刀具路径 BN16-LimitsSet ，从弹出菜单选取附加激活刀具到开始。
• 仿真此刀具路径。
将限界页面中的方式设置为移去刀具路径后，仅旋转限界范围内的曲面部分被加工。
• 右击刀具路径 BN16-LimitsSet ，从弹出菜单选取设置，访问曲面投影精加工表格。
• 选取重新使用 ，在刀轴方向表格 中选取限界页面，严格按照下图在表格中输入相应值。
9.8 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
• 接受刀轴方向表格。
• 选取前面所叙的两张曲面，应用并接受表格。
• 右击浏览器中的刀具路径 10bnLimitsSet ，从弹出菜单选取附加激活刀具到开始。
• 仿真此刀具路径。
限界表格中将方式设置为移动刀轴后，曲面被全部加工，当刀轴到达最大旋转轴限界后刀轴被固定。
Issue PMILL 10 Five Axis 9.9
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
定义多轴加工限界
刀轴限界选项允许用户在产生多轴刀具路径过程中控制刀具的角度限界。指定的限界具有不同的格式，具体格式和回转轴配置类型相关。为此，需将它们转换成统一的方位角和仰角，以和PowerMILL兼容。
回转轴的配置变化很大，但许多也都大同小异，大体来说也就存在三种基本的加工配置：
旋转台 – 旋转台 两个回转轴都移动旋转台
主轴 – 主轴 两个回转轴都移动主轴
主轴 – 旋转台 一个回转轴移动主轴，另一个回转轴旋转台
下面的几个范例为您演示如何将机床的角度限界转换为方位角和仰角。
• 删除全部并重设表格。
• 从主工具栏点击刀轴图标 。
• 定义刀轴为前倾\侧倾并设置前倾\侧倾角度为0 。
• 选取刀轴限界选项 ，激活限界页面。
• 打开限界页面。
• 选取表格中的显示限界选项。
• 选取 Iso 1 查看。
选取显示限界选项后，图形视窗出现一代表可使用的加工角度限界的球。
球的绿色部分代表可加工部分，红色部分代表不可加工部分。缺省设置覆盖了全部加工范围，因此全部球都为绿色。
9.10 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
工作台 – 工作台
两个回转轴均驱动工作台。
如果上面的工作台－工作台回转形式机床角度限界指定为：
X ± 30
Z ± 360
机床的Y轴限界相当于方位角或是垂直于XY平面的角度限界。Y轴限界 ± 360 转换成方位角即方位角限界为 0 到 360 。
机床的X轴限界相当与XY平面上的仰角，但它们并非相同的角度，使用下图可更好地说明这点。机床是相对于Z轴测量测量角度范围的，而PowerMILL则是相对于XY平面测量。因此，PowerMILL的角度限界是机床角度限界的余角。
也就是说机床的X限界 ±30 转换成仰角限界则为 60 到 90。
• 保留缺省的方位角设置，按下图修改表格中的仰角值，更新加工限界。
Issue PMILL 10 Five Axis
9.11
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
于是屏幕上的刀轴限界球即使用修改过的值更新。
假设另外一工作台 - 工作台回转形式机床具有以下角度限界:
X ± 100 Y ± 360
转换成方位角限界即为 0 到 360 ；转换成仰角限界即为 –10 到 90 。
• 将角度限界表格中的仰角值修改为 (-10 到 90) ，更新加工限界（如下图所示）。
于是屏幕上的刀轴限界球即使用修改过的值更新。
9.12 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
主轴 – 主轴
两个回转轴都驱动主轴。
假设上图所示的主轴－主轴回转的机床的角度限界指定为：
X ± 60 Z ± 360
假设上图所示的主轴－主轴回转的机床的角度限界指定为：
X ± 60
Z ± 360
机床的Z轴限界相当与方位角或垂直与XY平面的角度限界。在 PowerMILL 中Z轴限界 ± 360 转换成方位角限界为 0 到 360。
机床的X轴限界相当与XY平面上的仰角。机床的角度范围是相对于Z轴的，然而 PowerMILL 的仰角是相对与XY平面测量，因此， PowerMILL 的角度限界即是机床角度限界的余角。为此，机床的X轴限界 ± 60 转换成仰角限界即为 30 到 90。
假设另外一个主轴－主轴回转机床角度限界为：
X –50 到 +60
Z ± 360
于是转换为方位角限界 0 到 360 ，仰角限界 30 到 90 。这个范例不同的地方是机床限界跨过XZ平面，PowerMILL 将使用最大的旋转值 (+60)，这样主轴可绕Z轴旋转 180º ，以到达最大范围 +60 (否则将为 -50)。
• 将表格中的仰角值修改为 (30 到 90) ，更新加工限界，其情景如下图所示。.
Issue PMILL 10 Five Axis
9.13
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
于是屏幕上的刀轴限界球即使用修改过的值更新。
主轴 – 工作台
一个回转轴驱动主轴，另一个回转轴驱动工作台。
假设上面的主轴－工作台回转机床的角度限界为：
X ± 40 Z ± 360
机床的X轴限界相当于XY平面之上的仰角，对PowerMILL而言即是机床仰角的余角。因此，X轴限界 ± 40 转换成仰角限界为 50 到 90 。
• 将表格中的仰角值修改为 (50 到 90) ，更新加工限界。
于是屏幕上的刀轴限界球即使用修改过的值更新。
9.14 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
应用刀轴限界到陡峭侧壁底部圆倒角
• 删除全部并重设表格。
• 打开第四章保存的项目：
D:\users\training\COURSEWORK\PowerMILL-Projects\Punch2
• 产生一直径为 20mm ，长度为 70 的球头刀 BN20 。
• 增加一顶部直径20，底部直径20，长度40的刀柄。
• 增加一顶部直径75，底部直径40，长度60的夹持。
• 增加一顶部直径75，底部直径75，长度60，伸出100的夹持。
• 选取绕主部件底部的圆倒角。
• 点击刀具路径策略图标 ，从精加工页面选取曲面投影精加工选项。
• 严格按照下图在曲面投影精加工表格中输入相应的值并应用表格。
Issue PMILL 10 Five Axis
9.15
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
可见在曲面投影精加工过程中，刀具 (bn20) 垂直于圆倒角曲面 (如果应用缺省前倾\侧倾0)，这将会在侧边和底部都出现碰撞。下面将应用刀轴限界来解决此问题同时使刀具对齐定位在机床旋转限界之内。
9.16 Issue PMILL 10 Five Axis
PowerMILL Five Axis 9. 刀轴限界
• 右击浏览器中的刀具路径 SurfProj_NoLim ，从弹出菜单选取设置选项，重新打开产生该刀具路径的曲面投影精加工表格。
• 点击曲面投影精加工表格中的图标 ，复制刀具路径并重新命名为 SurfProj_Lim30-75 。
• 使用原始曲面投影精加工表格中相同的值和设置，并严格按照下图右边的刀轴方向表格填写表格并应用表格。
应用刀轴限界后，刀轴将限制在相对于XY平面30到75度仰角范围。点击显示限界方框后，屏幕上会出现一表示刀轴限界的阴影为粉色的球。下页中的两个图显示了刀具附加到刀具路径上、下部分后的情况，由此可清晰地看到应用指定的刀轴限界后的效果。
将这两个图和前面未应用刀轴限界的那个图进行对比，看看有什么不同。 Issue PMILL 10 Five Axis
9.17
9. 刀轴限界 PowerMILL Five Axis
• 保存项目。 9.18 Issue PMILL 10 Five Axis

希望大家有好资料也发上来一起交流，希望大家也参与进来

我用的四轴是用宏程序进行零点偏置，但加工多用3＋1来完成。五轴全部都用手工编程多采用3＋1或3＋2实现加工，我们加工的产品局限很少能用到四轴或五轴联动。我认为不管是四轴还是五轴联动关键是找到各轴的旋转中心数值才能建立适合的后处理。五轴的后处理设置需要哪些参数，请版主指导。

支持楼主，我们马上有一台五轴的机要去北京参展，多轴加工应用会越来越广泛！

95# xuhaohao-1999
你所说的宏程序零点偏置其实是机床刀具中心计算，现在多数机床都做好了模块，利用宏程序开发的，有的机床对外开放，有的内置没有开放，但都一个道理，NC代码中调用这个模块进行计算，也就是说后置中设旋转轴偏置中心都设为0. 0. 0.只输出偏置坐标系在主坐标里的XYZ坐标值，常规机床必设的参数还是差不多那么几项，我个人认为后置要做得好最重要的还是对机床要了解和机床的空间坐标系旋转用法要非常了解，比如你说的手工编程，我把一台不支持RTCP功能的多轴机床做到傻瓜化也是可以在没有后置时随意可以手工编出多轴NC代码进行测试，了解了它的空间矢量用法后，再去做后置，这样可以即安全也可以一次性成功，做出最好的后置，即使不支持RTCP功能的机床，后置做好后，坐标系可以任意位置，以Z矢量方向任意定义（不用进行旋转坐标系进行定义，现在软件公司都是这样对客户进行培训的，但实际上还可以做得更好），坐标系任意定义后，刀路也可以任意变换编辑（旋转，镜像等），永远都输出正确的多轴NC代码，坐标系不符合机床结构也可以输出正确，但这些需要在后置里定义函数判断计算程序，需要经验，喜欢做后置的同行也可以尝试一下，做到一个好的后置，对企业来说创造的利益是巨大的，对编程人员没有任何要求，因为后置永远输出正确的NC代码，其它一些常见的错误参数设置后置没为无法正常输出，这样对机床也是非常安全的，对编程人员要求也是非常低的，如果大家有什么见解也可以一起参与进来交流

版主牛人，您所说的东西还是不太好理解。版主能给些实际的例子给我个感性的认识，在下不胜感激！

98# xuhaohao-1999 过几点发点录像上来，你看一下就会，这是我讲五轴编程时录下来的

看来，值得学习的东西很多！版主，有没有hypermill或ug的编程资料或实例？望能发过给我！caibaincheng@yahoo.com.cn