浅谈WFL车 铣复合机床测量循环的后置处理

栏目主持：丁薄鹜　

投稿信箱：ｄｉｎｇｈａｏ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｍ．ｃｎ　

ＷＦＬ车铣复合数控机床有着强大的加工功能，不仅能多轴车、多轴铣和加工深孔。更为重要的是其具有在线　

测量的功能。且在ＮＸ软件中能实现对测量循环的编程，并后置输出相应的代码，大大提高编程的效率，具有重大　

的意义。本文以ＷＦＬ车铣复合机床的一个简单测量循环为例，叙述怎样编写后置处理器。以及输出需要的测量循　

环的机床代码。　

浅谈ＷＦＬ车铣复合机床　

测量循环的后置处理　

口中航工业成都飞机工业有限责任公司　刘陨双　

ＷＦＬ车铣复合机床除了有强大的多轴加工功能，还能自　

复杂。实际生产中，虽然手工编程也能实现这些功能，但是　

动找正零件和在线测量零件。有了这些功能，车铣复合机床　

不仅能够大大提高零件的加工精度，而且能够大大提高零件　

的加工效率。　

ｗＦＬ车铣复合机床的功能比较强大、效率比较高，不仅　

有车、多轴铣和镗孔，还有多种测量循环，因此编程就比较　

手工编程也有一定局限性，因此实现车铣复合机床的电脑自　

动编程，是一件很有意义的事情。　

以下就以ＷＦＬ机床的一个简单的测量循环“ＰＲＯＢＥ”为　

例，叙述如何使用Ｎｘ软件编程，以及后置处理输出ＷＦＬ车铣　

复合机床测量循环的方法。　

ｌ・墨越ｌ　ｔｉ＿ｚ．・●ｌｔｔ・　・　ｌｔ・Ｉ－・　Ｉ‘・●－Ｉ吐’　

互＝ｌ翔豳豳嘲豳圈鼬强曩一圈嗣嘲

一…一■■㈣ｉ　……　

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ＷＩｅ２ｔ薯１７ｃ’Ｅ４９０●Ｒ９●　

‘６．￣ＡＬＬ　ＥＩＯＨＩ　ＬＬ　ＴＯＯＬ一１　ＯＩ＾．ＯＦＦ．一１　ＬＥＨ．一１　

州Ａ４Ｔ１惭　

ＷＩＮＧＯＧ９ＬＹ，ＳＡ．４６Ｙ一９７．６０２Ａ一３９．９５２００ｍ４３　

１１１００￣；４３Ｈ１７７７．７６６　

Ｎ１１ｌｉｇｇ￥．６７Ｚ２７，Ａ６９　

１４１１２ＧＩＸ％３．９９１Ｚ２２．Ａ￣９Ｆ２ＯＯ￣

１４１１　Ｓ．￥３Ｙ一９０．６Ｉ５　

．

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５Ａ２Ａ一¨．２８６Ｆ１１５５．●　

Ｎ１１６Ｘ５７．ＥＱ９￣一９７．６８９Ｚ一．９０１Ａ一５３．７８ｍ１￣１１．．．５　

ＨｌｌＯＸ５１１．■９５Ｙ一９６．１３３Ｚ－６．０９７Ａ－５６．８２７Ｆ１００１．６　

１４１２■ＸＳ’．９５｜Ｙ一９４．６１Ｚ一●．●６●＾一Ｓ７．９７７Ｆ７９７

７　

离　瓣Ｉ　

．

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！　！竺　：！Ｉ　

五、结束语　

本文通过采用ＭａｓｔｅｒＣＡＭ中的曲面多轴铣削功能，利用软　

件建模和ＣＡＭ生成加工程序，方便地解决了叶轮叶片的铣削问　

题。同时，也为其他类似曲面的加工提供参考，充分发挥了多轴　

联动加工中心的应用价值。曲面多轴加工，也存在～些不足，刀　

ｒ　ｓｍ

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匦圈　

＿Ｉ㈣　

一　

具选择受零件形状影响比较大，叶片扭曲的角度和被加工叶片　

的高度限制了所选刀具的长度。在多轴加工条件下，一般是选　

ｒ　ｓ＿“・　－　

：：　Ｉ　

．

择球头刀行切的方法加工，刀具与加工后形成的被加工表面属　

于点接触类型，加工时间较长。蟹　

［互］　Ｉ　Ｉ　

ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第９期　７３　

一

、

机床测量循环的代码定义　

到测量起始点之间的距离为１０，小于测头移动距离１５，测量　

结果存储在机床内存ＨＣ＿Ｐ［Ｏ］和存储单元ＭＣ

ＰＯＩＮＴ［１］中，　

—

要写出能输出“ＰＲＯＢＥ”的正确的后置处理程序，首先必　

须要理解ＷＦＬ车铣复合机床测量循环“ＰＲＯＢＥ”的含义——该　

测量循环的含义是在随机轴上测量轨迹点。该测量循环的格　

重复测量３次。　

ＰＲＯＢＥ（“五”，一１　５，２，３）的测量点是ＭＰ２，ＭＰ２的位　

置由该代码的前两句程序指定，该例中测量点ＭＰｚ的位置为　

（９３，０，０），测头沿机床　轴的负方向进行测量，定义的测　

头移动距离为１　５，测头的测量起始点为ｚ１＝一５０的位置，测　

量轨迹点自Ｚ１＝一６０的位置，测量轨迹点到测量起始点之间　

式为：ＰＲＯＢＥ（ＡＸ，ＤＩＳ，　Ｐ，ＮＵＭ），各参数的含义如下。　

￣ＡＸ：测量轴。测头由Ａ　定义的运动轴以很快的进给　

率（一般是以Ｇ。的速度）接近工件，然后进行测量，在ＷＦＬ　

车铣复合机床上有三个测量轴，　、ｙ　和　，即机床的　、　

Ｊ，和ｚ轴。　

的距离为ｌ　０，小于测头移动距离ｌ　５。测量结果存储在机床内　

存ＭＣ—Ｐ［０］和存储单元ＭＣ—ＰＯＩＮＴ［２］中。　

此处需要注意的是：此处为堆栈存储的方式，在完成第　

ＯＤＩ￥：测头移动的距离。测量轨迹点（即零件上要测量　

的点）到起始点（开始执行Ｇ　的点）之间的距离必须在ＤＩＳ　

定义的距离之内，即二者距离必须小于该值。如果测量轨迹　

点与起始点之间的距离大于该值时，测头是测量不到测量轨　

二次测量后，ＭＣ—Ｐ［Ｏ］内存储的值自动移动到ＭＣ

Ｐ（１］，最　

大能到ＭＣ＿Ｐ［３］，该点重复测量３次。　

迹点的。ＤＩＳ值可以为正也可以为负，分别表示测量轨迹的　

运动方向是沿着测量轴的正方向还是负方向。　

￣ＮＵＭ：在第一次测量轨迹点之后，测头会沿测量轴稍　

回撤，然后以正常的测量进给率重复测轨迹点，重复的次数　

由ＮＵＭ指定，～般是测量３次。　

二、如何用后置处理器实现机床代码的正确　

输出　

在Ｎ×６．０中编写该测量循环的前置比较简单，这种测量　

循环在Ｎ×６．Ｏ中用操作“ｐｒｏｂｅ—ｐｏｉｎｔ”就很容易写出正确的　

ＯＭＰ：是指定测量结果的存储位置。测量结果输出到机　

床的内存单元ＭＣ＿Ｐ［Ｏ］中，同时被存储到以　

内存中，变成测量点ＭＣ＿ＰＯＩＮＴ［ＭＰ］。　

我们只要在后置处理的程序中正确定义了这４个参数，　

并实现其输出，就可以输出该测量循环的正确机床代码。　

以下的一段机床代码就是ＰＲＯＢＥ应用的一个实际的例子，　

测量的零件和测量点如图１所示。　

为下标的机床　

前置，后置处理的任务就是把前置程序翻译成ＷＦＬ车铣复合　

机床能识别的机床代码ＰＲＯＢＥ（ＡＸ，ＤＩＳ，ＭＰ，ＮＵＭ）。请注　

意：后面所提到程序的执行程序皆为后置处理时的执行顺序。　

以下所述就是定义并如何输出正确的机床代码的方法和步骤。　

１．输出测量轴Ａ　

实现这一输出的后置处理程序如下（后置处理的程序皆　

为ＴＣＬ语言编写）。　

ｇｌｏｂａｌ　ｍｏｍ

ｐｒｏｂｅ

ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　

＿＿

ｇｌｏｂａｌ　ａｘｉｓ　

——１一‘　Ｉ　Ｐ２　

—］一－　

ｇｌｏｂａｌ　ｄｉｓ　

ｇｌｏｂａｌ　ＭＰ　

．ｆ｛￥ｍｏｍ＿ｐｒｏｂｅ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＝＝“×Ａ×ＩＳ”）　｛　

‘　

ｓｅｔａｘｉｓＸ１）　

．．．．．．

Ｌ　

．ｆ｛￥ｍｏｍ＿ｐｒｏｂｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＝＝“ＹＡＸＩＳ”）｛　

ｓｅｔａｘｉｓＹ１）　

Ｌ—　

．ｆ｛￥ｍｏｍ＿ｐｒｏｂｅ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＝＝“ＺＡＸｌＳ”）｛　

ｓｅｔａｘｉｓＺｌ｝　

ＭＯＭ

Ｎ０３５Ｇ５４　

Ｎ０４０Ｇ０Ｘ１＝４８Ｙ１＝ＯＣ１＝０Ｚ１＝１０　

ｍｏｍ

—

＿

ｏｕｔｐｕｔ＿ｌｉｔｅｒａｌ“ＰＲＯＢＥ（￥ａｘｉｓ，￥ｄｉｓ，￥ＭＰ，３）”　

ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ为Ｎ×的系统变量，积　、ｄｉｓ和ＭＰ均　

这段后置处理程序用来定义输出的主程序。　

ｐｒｏｂｅ

—

Ｎ０４５　ＰＲＯＢＥ（“Ｚ１－＇，一１５，１，３）　

Ｎ０５０　Ｇ０　Ｘ１＝９３　

为用户自定义变量。ｍｏｍ—ｐｒｏｂｅ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ在系统里有三个取　

值，分别为“ＸＡＸＩＳ”、“ＹＡＸＩＳ”和“ＺＡＸＩＳ”。当Ｎ×操作里　

Ｎ０５５　Ｇ０　Ｚ１＝－５０　

的测量方向为　轴时，其取值为“ＸＡＸＩＳ”；当Ｎ×操作里的测　

量方向为ｌ，轴时，其取值为“ＹＡＸＩＳ”：当Ｎ×操作里的测量方　

Ｎ０６０　ＰＲＯＢＥ（“Ｚｒ，～１５，２，３）　

向为ｚ轴时，其取值为“ＺＡＸＩＳ”。这样，就可以利用这个系　

在这段机床代码中，ＰＲＯＢＥ（“ｚｌ”，－１５，１，３）的测量　

点为ＭＰ１，鹏的位置由该代码的上一句程序指定。该例中　

测量点　Ｐｌ的位置为（４８，０，０），测头沿机床ｚ１轴的负方　

统变量作为条件，用ｉｆ判断语句来进行判断，对应输出程序　

中的变量“ａｘｉｓ”，也就是ＰＲＯＢＥ　Ｘ，ＤＩＳ，　，ⅣｕＭ）中的　

“Ａ　的值。程序的解释为：当ｍ０ｍ—ｐｒｏｂｅ—ｄ１ｒｅｃｔ１ｏｎ为　

“ＸＡＸＩＳ”时，则将“Ｘ１”赋值给“ａｘ／ｓ”；当ｍｏｍ—ｐｒｏｂｅ—ｄｉ－　

ｒｅｃｔｉｏｎ为“ＹＡＸＩＳ”时，则将“Ｙｌ”赋值给“ａｘｉｓ”；当　

向进行测量，定义的测头移动距离为１５，测头的测量起始点　

为　＝１Ｏ的位置，测量轨迹点自ＺＩ＝Ｏ的位置，测量轨迹点　

７４　ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・ｗｗｗ．ｉｄｎｏｖｏ　ｃｏｒｎ．ｃｒｌ　

ｊＩ三日－ｔ－倚：Ｊ砑茑　

投稿信箱：ｄｉｎｇｈｏｏ＠ｉｄｎｏｖｏ．ｃｏｍ．ｃｎ　

ｍＯｉＴｌ

—

ｐｒｏｂｅ

—

ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ为“ＥＡＸ／Ｓ”时，则将“ｚ１”赋值给　

ｓｅｔ　ｄｉｓ【ｅｘｐｒ（￥Ｘｌ—ｗｈｅｎ－￥Ｘｌ＿ｂｏｆｏｒｅ＋ｌ　０）】）　

ｉｆ｛￥ＹＩ—ｂｏｆｏｒｅ一￥Ｙ１一ｗｈｅｎ＞０｝｛　

ｓｅｔ　ｄｉｓ【ｅｘｐｒ（￥Ｙ１一ｗｈｅｎ－￥Ｙ１＿ｂｏｆｏｒｅ一１０）】）　

ｉｆ｛￥Ｙ１一ｂｏｆｏｒｅ一￥Ｙ１一ｗｈｅｎ＜０ｊ｛　

ｓｅｔ　ｄｉｓ［ｅｘｐｒ（￥Ｙ１一ｗｈｅｎ－￥Ｙ１一ｂｏｆｏｒｅ＋１０）］）　

ｉｆ｛￥Ｚ１一ｂｏｆｏｒｅ一￥Ｚ１一ｗｈｅｎ＞０｝｛　

ｓｅｔ　ｄｉｓ【ｅｘｐｒ（￥Ｚｌ—ｗｈｅｎ－￥Ｚｌ—ｂｏｆｏｒｅ一１　０）】）　

“

ａｘｉｓ”，最后输出。　

程序当中的部分参数含义为：ｇｌｏｂｅ表示全局变量；ｉｆ　

表示判断条件；￥为取值符：ｓｅｔ表示赋值给其后面的参数　

（具体的介绍请参考ＴＣＬ语言的教材）。　

２，输出ＤＩＳ　

“ＤＩＳ”的输出要分为以下三个步骤：　

（１）计算测量起始点的值。在进行每次测量循环操作前，　

运行下列程序，可以计算出起始点的　、＇，和ｚ坐标值（其　

值用参数为Ｘ１一ｂｏｆｏｒｅ、Ｙｌ—ｂｏｆｏｒｅ和ｚ１一ｂｏｆｏｒｅ定义，皆为　

用户自定义变量）。在下面的ＴＣＬ程序中，ｍｏｍ＿ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ为　

ｉｆ｛￥Ｚ１一ｂｏｆｏｒｅ一￥Ｚ１一ｗｈｅｎ＜０ｌ｛　

ｓｅｔ　ｄｉｓ［ｅｘｐｒ（￥Ｚ１一ｗｈｅｎ一￥Ｚ１一ｂｏｆｏｒｅ＋ｌ　Ｏ）Ｊｊ　

３．输出ＭＰ　

在一个测量程序中，可能会测量很多个点，这就需要很　

多次ＰＲＯＢＥ测量循环，每一个测量循环的结果都要占一个存　

储内存，所以每一个“　”都应该有不同的值，因此可以用　

下面的程序分两个步骤来输出“肘Ｐ＇，。　

（１）初始化　为０。在第一次测量程序开始执行之前执　

行下列后置处理程序：　

ｇｌｏｂａｌ　ＭＰ　

ＳｅｔＭＰ　０　

ＮＸ的系统变量，其存储方式是一个数组，其中ｍｏｒｎ　ｍｃｓ＿ｇｏ—　

ｔｏ（Ｏ）自动存储当前加工坐标系　的值，ｍｏｍ＿ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ　

（１）自动存储当前加工坐标系ｙ的值，ｍｏｍ—ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ（２）　

自动存储当前加工坐标系ｚ的值，这些变量与ＣＬＳＦ文件中的　

坐标值采用的坐标值一致。　

ｇｌｏｂａｌ　ｍＯｍ—ｍｃｓ～ｇｏｔｏ　

ｇｌｏｂａｌ　Ｘｌ

ｂｏｆｏｒｅ　

——

ｇｌｏｂａｌ　Ｙ１ｂｏｆｏｒｅ　

＿

该程序将ＭＰ初始化为Ｏ。　

（２）每进行一次测量循环操作，执行一次下列程序，则可　

ｇｌｏｂａｌ　Ｚ１

ｂｏｆｏｒｅ　

——

ｓｅｔ　Ｘｌ

—

一

ｂｏｆｏｒｅ￥ｍｏｍ—ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ（０）　

以实现参数“ＭＰ”的增加，因此可以保证每一个“ｊｌ　”的值　

都不同，并且从“Ｉ”开始。每进行一次测量操作，就递增　

ｓｅｔ　Ｙ１

ｂｏｆｏｒｅ￥ｍｏｍ＿ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ　ｆ　１　Ｊ　

ｓｅｔ　Ｚ１

ｂｏｆｏｒｅ￥ｍｏｍ＿ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ（２）　

次。　

ｇｌｏｂａｌ　ｍＯｍ

ｐｒｏｂｅ

ｃｙｃｌｅ

ｔｙｐｅ　

（２）计算测量轨迹点。在进行每次测量循环操作后，执行　

下列程序，可以计算出测量轨迹点的　、ｙ和ｚ坐标值，其　

值分别用参数Ｘ１＿ｗｈｅｎ、Ｙ１一ｗｈｅｎ和Ｚ１一ｗｈｅｎ定义（三者皆　

为用户自定义变量）。　

ｇｌｏｂａｌ　ｍＯｍ

—＿

ｇｌｏｂａｌ　ＭＰ　

．ｆ｛￥ｍ０ｍ—ｐｒｏｂｅ　ｃｙｃｌｅ＿ｔｙｐｅ！＝０）｛　

ｓｅｔ　ＭＰ【ｅｘｐｒ（￥ＭＰ＋１）】｝　

ｇｏｔｏ　

—

ｍｃｓ

＿＿

其中，ｍｏｍ—ｐｒｏｂｅ—ｃｙｃｌｅ＿ｔｙｐｅ为系统变量，在执行数控　

ｇｌｏｂａｌ　Ｘｌ

ｗｈｅｎ　

ｇｌｏｂａｌ　Ｙ１

ｗｈｅｎ　

——

程序的过程中，当有测量循环操作时，其赋值不等于０，当　

没有进行测量操作时，其赋值就是０。从Ｎ×的第一个操作开　

始就进行扫描，每当ｍｏｍ—ｐｒｏｂｅ＿ｃｙｃｌｅ＿ｔｙｐｅ不为零时，　

ｇｌｏｂａｌ　Ｚ１

ｗｈｅｎ　

——

ｓｅｔ　Ｘ１

一

ｗｈｅｎ￥ｍｏｍ＿ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ（０）　

ｗｈｅｎ￥ｍｏｍ＿ｍｃｓ＿ｇｏｔｏ（１）　

ｗｈｅｎ￥ｍｏｍ＿ｍｃｓ　ｇｏｔｏ（２）　

就自加一次。因此我们就可以利用这个变量作为条件，来完　

成“　”的赋值和输出。　

４．输出ＮＵＭ　

ｓｅｔ　Ｙ１

一

ｓｅｔ　Ｚ１

一

（３）计算ＤＩＳ。在进行测量循环操作最后，下列程序可以　

因为一般情况下，重复测轨迹的次数为３次，所以在输　

出的主程序中，已经直接定义了“ＮＵＭ”为“３“，因此可以　

直接输出，不再需要对该参数进行定义。　

计算出“ＤＩＳ”。“ＤＩＳ”在后置处理的程序中是用用户自定义　

的变量“如”来表示。如果测量起始点减去测量轨迹点的值　

大于零，则说明测量轨迹是沿着测量轴负向运动，此时，用　

测量轨迹点的坐标值减去测量起始点的坐标值，再减去～个　

常量得到ＤＩＳ，则可以保证测头的移动距离大于测量轨迹点　

到起始点之间的距离。如果测量起始点减去测量轨迹点的值　

小于零，则说明测量轨迹是沿着测量轴的正向运动，此时，　

用测量轨迹点的坐标值减去测量起始点的坐标值，再加上一　

三、结束语　

经验证，用该方法写出的后置处理程序，可以输出正确　

无误的机床代码ＰＲＯＢＥ　Ｘ，ＤＩＳ，ＭＰ，ＮＵＭ），如果按照此方　

法将后置处理程序加以完善，就可以输出完整、正确的ＷＦＬ　

车铣复合机床其他测量循环的机床代码，实现该机床的测量　

循环的电脑编程，就可以充分发挥该机床的优点，大大提高　

个常量，即可得到ＤＩＳ，则可以保证测头的移动距离大于测　

量轨迹点到起始点之间的距离。ＮＸ后置处理程序如下。　

ｊｆ｛￥Ｘｌ—ｂｏｆｏｒｅ－￥Ｘｌ—ｗｈｅｎ＞０｝ｆ　

ｓｅｔ　ｄｉｓ［ｅｘｐｒ（￥Ｘ１一ｗｈｅｎ－￥Ｘｌ—ｂｏｆｏｒｅ一１　０）】）　

加工效率和可靠性。圈　

ｊｆ｛￥Ｘｌ—ｂｏｆｏｒｅ一￥Ｘ１一ｗｈｅｎ＜０｝ｆ　

ＣＡＤ／ＣＡＭ与制造业信息化・２０１０年第９期　７５