数控五轴工具磨床操作软件系统设计

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VERICUT软件构建五轴机床仿真模型的方法及应用

VERICUT软件构建五轴机床仿真模型的方法及应用摘要：文章以数控仿真软件VERICUT为开发平台，以企业内一台五轴加工机床UCP600为例，探讨了构建五轴机床仿真模型的方法和步骤，并针对典型零件叶轮，进行了数控程序仿真、优化和试切加工，实际验证仿真系统的有效性，提高了企业五轴设备的加工效率和可靠性。

关键词：数控加工；仿真软件；五轴机床1 概述五轴联动加工常用来加工连续、平滑的自由曲面，能够有效提高曲面的加工精度、质量和效率，在加工复杂曲面类零件方面具有很大优势。

但五轴机床加工程序复杂，刀具路径和机床各组成部件的位置关系不直观，在加工过程中，容易发生干涉，碰撞，严重时甚至会损坏机床，造成重大损失。

VERICUT是美国CGTech公司开发的一款数控加工过程仿真软件，具有数控程序验证、机床加工模拟、程序优化等多种功能，尤其适合五轴或车铣复合机床的仿真加工，能避免机床碰撞、消除程序中的错误并优化切削过程，提高加工效率、延长刀具寿命，达到降低加工成本的目的。

文章针对企业一台五轴加工机床UCP600为实施对象，在VERICUT软件上建立机床的仿真模型，进行数控程序的仿真和优化，并在机床上试切加工，取得较好的效果。

2 五轴机床仿真模型的建立机床仿真模型的建立是进行机床仿真的关键。

建立机床仿真模型的一般步骤为：建立机床的运动模型；添加机床各部件几何模型，建立刀具库，配置控制系统等。

2.1 分析机床结构，确定机床运动链UCP600机床属于工作台回转+摆动的五轴加工中心，结构模型如图1所示。

机床工作台可绕A轴和C轴转动，机床刀具安装在主轴上，主轴通过立柱沿Z向运动，立柱连接滑台实现Y向运动，刀具-主轴-Z向立柱-Y向滑台形成了刀具传动链。

毛坯和夹具在工作台上装夹，可绕C轴360°转动，工作台与A轴转台连接，可以绕A轴摆动；A轴转台与X向滑台连接，实现X方向运动，工件-夹具-C轴工作台-A轴转台-X 向滑台形成了工件传动链。

五坐标数控旋转锉磨床的旋转臂系统设计

年月日
说明：该任务书每生一式两份，签字有效，一份学院存档，一份学生留存。
五坐标数控旋转锉磨床的旋转臂系统设计数控坐标磨床数控磨床数控磨床进口数控万能工具磨床二手数控磨床数控磨床进口报关代理数控内圆磨床数控平面磨床数控外圆磨床
毕业设计（论文）任务书
机械工程学院届
题目五坐标数控旋转锉磨床
的旋转臂系统设计
学生姓名学号********
专业机械设计制造及其自动化年级班10-1
指导教师职称讲师
（4）2014年4—5月：系统、装置（部件）的结构设计计算，三维实体模型的建立及二维工程图的生成和修改；
（5）2014年5月：完成设计说明书的编写，准备答辩；
（6）2014年5月—6月：毕业设计答辩。
全套都有，你懂得！QQ:402857668
任务下达人（指导教师）签字：
年月日
任务接受人（学生）签字：
填写日期：2014年1月7日
设计（论文）依据
在五轴联动旋转锉磨床中，数控回转工作台是五轴联动的基础，它能够实现回转轴与摆动轴的两坐标定位。在三轴联动的数控铣床上增加数控回转工作台，并通过数控改造使之成为五轴数控铣床，是扩展机床使用功能的简捷方式。数控机床的圆周进给由回转工作台完成，又称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。本课题就是针对五轴联动旋转锉磨床的旋转臂系统设计进行设计。
任务要求
任务要求：
1、设计Байду номын сангаас务：
产品设计应满足技术要求以及产品标准化综合要求，产品目标成本控制在4万元内，旋转臂装置含立柱和摆臂。要求完成1万字左右的设计说明书，参考文献不少于10篇。图纸用CAD软件绘制，不少于2张0号图纸的工作量。

JDPANNT5.5五轴模块使用说明书要点

JDPaint V5.5 多轴加工方法(版本0.01)北京精雕科技有限公司2007.08前言本文档从多轴基本知识、控制系统及控制软件（EN3D）设定及加工、JDPAINT5.5五轴编程模块等方面介绍一些常用的多轴加工技术，用以帮助使用者了解多轴加工操作和设定，减少多轴路径编程时间，改善多轴刀具路径质量。

本文档主要以实例的方式来介绍多轴编程加工，在阅读时可以结合实例来学习，可以达到更好的效果。

不同的人有不同的思路，因此请不要把本文档中介绍的一些技术视为多轴加工的基本原理，多轴加工技术内容相当丰富，不是薄薄一本手册可以覆盖的。

同时需要进行大量的实际加工，从中体会多轴加工的不同之处，灵活运用我们现有的编程功能，才能对五轴加工有一定的领悟。

阅读文档的读者应具备以下几方面的背景知识：1、对三轴精雕机有一定了解；2、具备一些模型的三轴加工经验；3、具备一些三维建模（或者曲面造型）经验者更佳。

第一章绪论在过去模具加工很少使用五轴加工，问题在于多轴机床的价格昂贵及人员培训与技术上的困难，大家皆敬而远之。

近年来因模具交期紧迫及价格压缩，五轴机床标准化产量，价格逐年下降，使五轴加工渐渐的受到模具业重视，多轴机床将是继高速加工机后另一个有效的加工工具。

1.1 五轴加工与三轴加工比较五轴加工与三轴加工比较，有以下几方面的优点：1) 减少工件非加工时间，可以提高加工效率五轴加工的一个主要优点是仅需经过一次装夹即可完成复杂形状零件的加工。

和多次装夹相比，它可极大地提高加工和生产能力，显著缩短产品加工周期及加工成本，并且提高了加工精度。

2) 刀具可以摆到更好的位置来加工曲面五轴加工完成一些三轴加工无法完成的加工，比如有负角的曲面零件加工，刀具可以摆到更好的位置来加工曲面，如图1-1所示。

图1-1 刀具可以摆到更好的位置来加工曲面图1-2 缩短加工时间, 改善表面加工质量3) 可以缩短曲面加工时间，改善曲面表面的加工质量五轴加工可通过将刀具倾斜一定角度，例如用铣刀侧刃进行铣削等，缩短加工时间；另外路径间距相同的情况下，用五轴加工工件表面的残留量要比三轴加工小得多，有利于改善加工曲面的表面光洁度，如图1-2所示。

阐述五轴数控加工程序的设计

阐述五轴数控加工程序的设计数控加工的编程规定不但是要求计算直线运动，根据生产需要协调其旋转角度的行程检验、道具的旋转运动或者是非线性的误差校核等与之相关计算，传统的手工编程对于这些抽象的或者是运算量非常大程序的编制来说具有一定的难度，自动软件UG与后置的处理器的使用，根据需求编制出五轴数控的加工程序，在生产制造软件前期根据独立的模拟仿真软件特点—模拟仿真功能，仿真功能对于整个生产机械的加工环节具有重要作用，以此检验出数控加工的程序的准确性。

五轴数控加工难点是曲面的形状相对复杂，对于自动生成软件所提供五轴数控加工的功能来说应用性不强，其用于生产过程中的加工程序制造出的五轴数控的机床，发挥效果不明显。

自动化编程的第一步是前置处理，第二步是生成数控加工刀具的轨迹，相应地生成G代码的程序。

生成G代码的程序中需要排除G指令，不但如此，大量的数值组成了数控机床的各轴的坐标值，而坐标值即刀具轨迹点与之相对应的加工程序的坐标系值。

在数控机床的加工过程中，数控机床会根据坐标值位置确定自动化刀具运动轨迹，从而实现精确的工件加工。

1 五轴刀具在加工时产生的轨迹分析人类头部模型曲面，曲率的变化范围很大。

三轴与四轴通常是刀具轨迹的传统方式，但是不能满足复杂曲面的加工需求。

在加工前期三轴刀具的轨迹，只需要进行一次的装夹限制，加工时迎着三轴刀具的曲面，如果进行全部的曲面最好进行重复性的装夹，但是重复性的装夹其弊端是定位误差容易造成数控加工的效率降低，同时也会影响加工工艺的质量。

进行切削时刀具的摆角会是在曲率偏小处，切削速度几乎为零，在很大程度上造成摆角曲率的差异性，会导致曲面加工表面的质量差异性大。

如果四轴在使用日常刀具的轨迹运动中加入旋转或者是摆动轴，会大大改善三轴的加工轨迹弊端，但问题是二次性装夹或者是曲面加工时质量的差异性大，这个问题需要解决，所以为了得到连续的、高效的刀具轨道，则需要采用现代化技术—五轴联动的方式进行数控加工。

五轴联动数控工具磨床设计

五轴联动数控工具磨床设计摘要：现阶段，硬质合金刀具已经成为金属切削加工领域中主流工具，其自身存在硬度大和脆性大的特征，无法采取传统的加工机床来完成加工作业。

尤其是一些工作曲面形状较为复杂的硬质合金刀具的加工难度大幅度提升。

在此种发展背景下，研制出了五轴联动数控工具磨床，该种数控加工磨床具备加工精度高和自动化程度高等特点，不仅杜绝了人工操作的失误现象，也能满足硬质合金刀具复杂工作曲面的加工需求。

鉴于此，本文围绕五轴联动数控工具磨床的设计要点展开研究，旨在提升其在硬质合金刀具等复杂金属工件中的适用度，推动行业的进一步发展。

关键词：五轴联动数控系统；工具磨床；数控装备；机电一体化技术数控工具磨床属于制造高精密和复杂刀具的主要设备，在数控加工技术不断完善和升级的基础上，衍生了多轴联动数控工具磨床，无论是加工作业的精密化水平，还是结构复杂性均有所提升，这同时也对编程系统提出了高标准的要求。

其中，五轴联动数控工具磨床设计中融合了多种高新技术，且对机电一体化技术的应用程度较高。

相对来说，研发和制造的难度偏大，但在实际应用中表现出了突出的应用优势。

我国目前仅有少量厂家掌握关键生产技术，具备自主研发的能力。

从金属刀具制造的整体发展趋势来看，硬质合金成为重要的生产原料，很显然对五轴联动数控工具磨床的研发需求较大。

1.工具磨床的结构设计要点1.1工作台设计在对一些已有的典型机床工作台结构进行研究和分析可以发现，层叠式和立柱式工作台各具优势，其中的层叠式工作台具备结构紧凑的优势，可以有效减少空间占用，而立柱式工作台则具备较强的刚度，能够适用于硬质金属的加工作业工况。

本次研究中是基于已有的工作台形式，对其进行改良后融合层叠式和立柱式工作台的优势，制成三坐标工作台结构，既能保证合理的布局，减少空间占用，也能满足大部分金属工件的加工需求。

该工作台由X轴、Y轴、Z轴、A轴、C轴和U轴组成，其中的U轴为辅助轴，其余5轴为联动轴。

小型数控工具磨床控制系统设计

自动化学院本科毕业设计(论文) 题目:小型数控工具磨床控制系统设计专业:自动化(数控技术应用)班级:学号：学生姓名:指导教师：起迄日期:设计地点：Ｇradｕation Desiｇn （Thesis)Ｃontrol System Design foｒSmallＴool Grinder摘要本文扼要的介绍了数控工具磨床的组成、控制方式。

提出了未知参数螺旋齿刀具的数控刃磨方法，并着重介绍了这种数控控制系统的软硬件设计。

本设计采用８031作主CPU,控制整个工具磨床的工作。

主CPU扩展了外部程序存储器2725６和数据存储器62６4,外部程序存储器存储系统程序,数据存储器存储加工程序和数控系统处理的中间数据,并设计了掉电保护电路。

另选用８9Ｃ２051作为从CPU,控制多排多位的八段数码管的动态显示。

8０3１发出的步进电机脉冲信号经锁存器输出，控制各电机的进给。

用8１55扩展一矩阵式键盘,同时用８２55扩展开关量输入输出接口电路。

此外，还设计了未知参数螺旋齿刀具参数测量及自动刃磨控制软件．在本设计的软硬件基础上做进一步的研究，开发出用于数控工具磨床的控制系统,同工具磨床相配套，可解决未知参数螺旋齿刀具的自动刃磨问题。

关键词:螺旋齿刀具；数控工具磨床；控制系统；软硬件设计ABSＴRＡCTＩn tｈis pａｐer, the constituｔion aｎd the cｏntｒol sｔratｅgy of NC t ｏol gｒiｎding machine inｔrｏduced, tｈｅprinｃiｐle of cuｔter mｉｌling p ｒoceｓs fｏr unknoｗn parameｔeｒscrew geaｒis ｂrｏuｇhｔforward, then emｐhasize iｎｔrｏduced thｅｓofｔwａrｅand ｈarｄwａre for tｈiｓkｉnd of ｎumeｒical conｔrol ｓystｅm。

基于QT软件与模块化设计法的五轴机床开放式数控系统设计

化工工程与制造I烈驚器g创信倉〃©测收稿日期：2020-03-04作者简介：赵小刚（1981-）,男，陕西户县人，工程硕士，副教授，研究方向：机械设计制造及自动化、机械CAD/CAM/CAE。

基于QT软件与模块化设计法的五轴机床开放式数控系统设计赵小刚（陕西国防工业职业技术学院，陕西西安710300）摘要:就五轴机床设计了开放式数控系统，详细阐释了五轴机床机械结构，构建了以工控PC与UM A C为载体的开放式数控系统硬件平台，基于QT软件与模块化设计法进行了系统软件开发，以全面实现了数控程序编辑、轴运动控制、工艺参数设置与人机交互等多元化功能，利用菲涅尔透镜加工试验进行系统验证。

结果表明，系统软件界面整齐清楚，转移性与扩展性强大;系统运行稳定性与可靠性良好,功能健全优化，满足五轴机床加工个性化要求。

关键词：QT软件;模块化设计法;五轴机床;开放式数控系统中图分类号:TG659;TH164文献标识码:A文章编号:1001-5922（2020）11-0139-03 Design of Open CNC System for Five-axis Machine Tool Based on QT Software and Modular Design MethodZHAO Xiao-gang(Shaanxi Institute of Technology,Xi x an Shaanxi710300,China)Abstract:An open CNC system is designed for the five-axis machine tool,the mechanical structure of the five-axis machine tool is explained in detail,the hardware platform of the open CNC system based on industrial control PC and UMAC is constructed,and the system software is developed based on QT software and modular design method.In order to fully realize the diversified functions of CNC program editing,axis motion control,process parameter setting and human-computer interaction,the system is verified by the Fresnel lens processing test.The results show that the software interface of the system is neat and clear,the transfer ability and expansibility are strong,the system operation stability and reliability are good,the function is sound and optimized to meet the personalized requirements of the five-axis machine tool processing.Key words:QT software;modular design method;five-axis machine tool;open CNC system0引言在世界科技快速更新发展趋势下，数控加工技术不断面向高精度、高速度、多轴复杂运动控制等多元化角度进步，对于数控系统性能要求也随之提高。

五轴数控铣床软PLC控制系统研究

五轴数控铣床软PLC控制系统研究1. 引言1.1 背景介绍五轴数控铣床软PLC控制系统是数控加工领域的重要组成部分，随着现代制造技术的不断发展，对五轴数控铣床软PLC控制系统的要求也越来越高。

目前，传统的硬件PLC控制系统在实时性和稳定性上存在一定的局限性，而软PLC控制系统能够更好地满足复杂加工任务的需求，提高加工精度和效率。

在五轴数控铣床软PLC控制系统中，软件编程的灵活性和可扩展性是其优势所在。

通过软件编程，可以轻松实现复杂的运动轨迹控制，提高加工精度和效率。

同时，软PLC控制系统还可以实现与上位机的无缝连接，实现远程监控和数据传输，更好地满足现代制造的智能化需求。

本研究旨在深入探究五轴数控铣床软PLC控制系统的设计原理和性能优化方法，通过实验验证和性能优化，为其在实际生产中的应用提供理论支持，并对未来的发展方向进行展望。

通过本研究，将为五轴数控铣床软PLC控制系统的发展提供有益的参考和指导，推动数控加工技术的进步与发展。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨五轴数控铣床软PLC控制系统在现代制造领域中的应用和发展趋势。

通过研究，可以深入了解这种先进技术在提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量等方面的作用和优势。

同时，也可以探讨在实际生产中可能遇到的问题和挑战，为今后的研究和实践工作提供参考与指导。

研究目的还包括对五轴数控铣床软PLC 控制系统进行性能优化，提高其控制精度和稳定性，使其更好地适应不同加工要求和工件特性。

通过本研究，希望能够为相关领域的研究人员和从业人员提供有益的参考和借鉴，推动该技术的进一步发展和应用。

2. 正文2.1 五轴数控铣床软PLC控制系统概述五轴数控铣床软PLC控制系统是一种集成了五轴控制技术和软件PLC控制技术的高级数控系统。

该系统通过软件编程实现对五轴数控铣床的全面控制，能够实现对复杂零件的高精度加工，并具有较强的灵活性和可扩展性。

该系统主要由软PLC控制器、数控装置、运动控制器、通信接口等组成。

五轴联动开放化数控系统的设计

五轴联动开放化数控系统的设计1 概述从MIT开发出第一台三轴铣床数控系统判现在的四1多年中，数控系统的设计方法经历了巨大的变化。

特别是近I一年来，随着计算机技术的迅猛发展，数控系统从整体结构到详细设计，从软件设计到硬件设计，都与早期的数控系统有了很大不同。

一早期的数控系统出十效率的考虑，许多功能采用硬件电路实现，专用性很强，可维护性、可扩展性比较差二另一方而，通用计算机的运算速度随时间以指数规律不断提高，现在一台微机的运算能力已经达到或超过了早期的小型机，而且，通用型微机应用广泛，有完善和开放的标准，有众多外IIII硬件设备和丰富的软件资源的支持。

借助微机进行数控系统的开发可以达到事半功倍的效果，因此成为目前数控领域的国际趋势。

五轴联动数控系统联动轴数比较多，同时义涉及到两个回转运动，插补算法复余，而且其各组成部分，如伺服驱动单儿、位置反馈单元、误差补偿、电气控制、机床机械结构等在不同的应用场合有不同的特点，在系统整体设计时对此应有充分的考虑。

目前，多数数控系统不能满足这种多样性的需要，对不同的应用场合，就得选用不同型号的数控系统，这势必增加开发与维护费用。

研究开放式数控系统及其功能部件，就可以根据用户需要，比较容易地对整个数控系统进行重新组合，以提高系统的可移植性、可伸缩性、可维护性和兼容性。

2 数控系统硬件的开放化设计2.1 硬件设计的一般原则传统数控系统的硬件设计分为两个流派:采用专用芯片的大板结构与总线式体系结构。

人板结构对用户而言是一个封闭的系统，功能的扩展与系统维护都受到限制。

总线式结构有一定的灵活性，但由于这种总线由生产)一自己确定，缺乏共同的行业标准，不同)一商的产品之间不具备互换性，所以，这种设计方法已不适应现代制造业的需要。

另一方而，随着计算机技术的发展，微机的速度与}一儿年前相比是天壤之别。

在这种形势一「的软硬件设计中，人们关注的重点出现了由效率向互换性、可维护性转移。

受其影响，在数控系统的设计进程中，由大板结构或专用总线向标准总线、可重组的单儿模块发展成为国际趋势。

五轴数控机床控制系统设计

五轴数控机床控制系统设计摘要：机械设计、电气设计贯穿数控旋转5轴机床的设计制造的全部过程。

数控旋转5轴机床集成结构设计、材料加工、电气控制、计算机算法等多学科尖端技术。

故此，数控机床的设计是可以作为一个国家的工业化水平评判的标准。

本文对旋转5轴数控机床进行概述，同时介绍轴联动数控机床是加工复杂曲面、平滑曲面、连续曲面唯一的设备。

接着对数控机床进行结构化的设计，在方案上进行概述，并且对X轴与Y轴的传动机构进行设计和介绍对点击和横梁都作了相对应的介绍，最后对电路硬件进行了简要的设计，完成了5轴数控机床控制系统的硬件和软件设计，本设计采用5轴联动控制器作为数据处理核心，具有很高的实时运算能力，通过伺服驱动反馈系统组成闭环控制，既保证了测量的实时性又提高准确度。

在此基础上，提出设计高端数控机床的一些思路和方法。

关键词：5轴数控机床；机床集群；数控；硬件旋转5轴联动加工中心本着高效率高回报，精度要求必须符合要求并精益求精的原则，在五面体工件的加工上起着尤为重要的作用，使得工件的生产效率得到了大大的提升，并且保证了工件的精度和质量。

如果机械厂都配备旋转5轴数控机床并且带有性能较高的数控系统那么对复杂的曲面可以得到更优质的加工，出来的产品质量也会高于普通机床产出的产品精度及质量。

1五轴数控机床方案概述5轴数控机床是指一台机床上有三个直线坐标轴和两个旋转坐标轴。

这五个伺服轴在专用计算机数控系统控制下协调运动加工零件。

直线坐标方向：X轴、Y 轴、Z轴旋转坐标方向：A轴、B轴、C轴A轴以X轴为轴心旋转，B轴以Y轴为轴心旋转,C轴以Z轴为轴心旋转。

图1A轴、C轴控制刀具进行双摆头运动五轴数控机床运动控制复杂，所以要达到复杂的控制要求就要设计轴数控机床的结构满足运动控制要求。

2X轴与Z轴、横梁结构设计因产品直径最大达到了φ200，有一定的重量，所以采用了伺服电机带动齿轮，通过齿轮与齿条的啮合并传动，实现直线方向的运动，从而设计了X轴和Z 轴两个动力轴。

数控五轴工具磨床操作软件系统设计

数控五轴工具磨床操作软件系统设计Revised on November 25, 2020数控工具磨床操作软件系统设计目录1 课题主要研究内容课题主要研究内容为界面设计、刀位轨迹曲线、仿真调试。

已经完成了界面设计的工作，完成了部分工序的刀具轨迹生成，并对这些工序的刀具轨迹G代码进行了仿真，仿真结果正确。

界面设计根据操作界面设计原则和大多数操作者使用右手操作的习惯设计界面布局。

利用VC++进行软件的界面设计，软件的功能包括主界面、用户管理、刀具设计、刀具参数、砂轮组设计管理、工序设计、工艺设计、公共参数、砂轮设置、转速设置等。

本软件为数控工具磨床操作软件，会涉及到大量的参数设定，也就会产生大量的数据，这样就需要对这些数据进行管理。

其中大部分的数据选择Access进行管理，少部分数据由.xml文件进行管理，全面的数据管理，确保软件的智能性和加工的精准性。

刀位轨迹曲线用matlab计算各工序对应的刀具轨迹点，然后利用VC++与matlab联合编程的方法，在界面中输入参数，激发matlab程序对应生成工序的刀具轨迹点，刀具轨迹点保存成G代码的形式，可直接用于机床加工。

仿真将生成的各工序的G代码，用vericut软件进行仿真，可以查看刀具轨迹是否正确，也便于用户操作、调试，及时发现错误，避免不必要的损失，使软件更加智能。

2 研究工作及结果课题主要研究内容为界面设计、刀具轨迹、仿真调试。

目前已经完成了界面设计的工作，完成了部分工序的刀具轨迹生成，并对这些工序的刀具轨迹G代码进行了仿真，仿真结果正确。

下面将详细介绍已完成的研究工作及结果。

界面设计数控工具磨床操作软件利用VC++进行软件的界面设计，软件的功能包括主界面、用户管理、刀具设计、刀具参数、砂轮组设计管理、工序设计、工艺设计、公共参数、砂轮设置、转速设置等。

界面设计工作还涉及到数据管理，下面对各功能的设计工作进行详细介绍。

主界面根据操作界面设计原则和大多数操作者使用右手操作的习惯设计界面布局。

五轴数控铣床软PLC控制系统研究

五轴数控铣床软PLC控制系统研究【摘要】本文针对五轴数控铣床软PLC控制系统进行研究，通过对软PLC技术、五轴数控铣床控制系统设计以及软PLC控制系统设计方案的详细介绍，实现了系统的性能优化和提升。

文章主要包括了软PLC技术的概述，五轴数控铣床的控制系统设计，软PLC控制系统设计方案的详细讨论，系统实现与优化的过程，以及经过性能测试与分析的结果。

最后对研究进行总结，展望未来的发展方向。

通过本文的研究，为五轴数控铣床软PLC控制系统的应用提供了重要的理论和实践指导，具有一定的实用和推广价值。

【关键词】五轴数控铣床、软PLC控制系统、研究背景、研究目的、研究意义、软PLC技术、控制系统设计、系统设计方案、系统实现、优化、性能测试、分析、研究总结、研究展望。

1. 引言1.1 研究背景目前关于五轴数控铣床软PLC控制系统的研究仍然较少，存在着一些问题和挑战。

软PLC技术在高精度、高速度的五轴数控铣床上的实际应用效果如何，系统的稳定性和性能如何，以及如何将软PLC技术与五轴数控铣床控制系统融合，实现系统的最优化。

本研究旨在探索五轴数控铣床软PLC控制系统的设计与实现，通过对软PLC技术的概述和五轴数控铣床控制系统的设计，提出一种适用于五轴数控铣床的软PLC控制系统设计方案，最终实现系统的优化和性能提升。

通过本研究的开展，不仅可以提高五轴数控铣床的加工精度和效率，还可以推动软PLC技术在数控设备领域的应用和发展。

1.2 研究目的研究目的是为了探讨五轴数控铣床软PLC控制系统的设计和优化方案，提高数控铣床的精度、效率和稳定性。

通过研究，我们希望能够深入了解软PLC技术在五轴数控铣床控制系统中的应用，为实际生产中的数控铣床提供更加可靠和高效的控制方案。

研究还旨在为数控铣床的自动化生产和智能化发展提供技术支持，促进制造业的现代化转型和升级。

通过本研究，我们希望能够为相关领域的学术研究和工程应用提供有益的参考和借鉴，推动数控铣床软PLC控制系统的发展和应用。

IMSPOST配置BC轴五轴机床后处理教程

IMSPOST配置BC轴五轴机床后处理教程IMSpost 是 Intelligent Manufacturing Software, Inc. 开发的一款世界上较为先进的CAM后置处理软件，能够处理所有的主流CAD/CAM系统的刀位源文件，具有简单操作的界面. 其操作步骤大致就分以下三步: 下面我们用比较具体的机床例题来说明IMSpost的配置过程. 一.机床模型的提出如图所示机床模型机床型号: NC516U-1321 控制类型: Fanuc 15M 旋转轴工作行程: B轴 -90 +90 C轴 -180 +180 B轴摆臂长度 150 mm 二:后置处理文件的详细配置步骤 1.选择控制器类型 2.选择NC程序的公英制并确认机床所用的代码 3.选择机床运动类型,此处较为重要,因为五轴机床的运动类型各不相同,大致分为这几种,双转盘,双摆头,转盘加摆头.由于机床有立式卧式之分,还有主导轴被动轴之分,因此细分下来比较复杂.但我们在做后处理文件时,只要确认了所需的运动格式,就变得很简单了 4.移动旋转各轴的工作范围 5.NC程序头所需的固定输出格式 6.文件头输出的NC文件名,此处我们定义为固定输出O1000 7.冷却输出命令 8.主轴输出命令 9.换刀输出命令 9.切削参数输出,分三种类型 10.刀补输出命令类型 11.钻孔固定循环命令的输出 12.程序结尾处的固定输出命令至此,整个配置流程结束,我们所需的后处理文件也已经设置完毕,由于牵涉到五轴运动的参考距离及计算长度,局部细节还需具体设置,否则计算所得的NC程序还是不符合要求的,如机床时用RTCP的,还是直接需要后处理来计算偏置距离的,刀长补偿是否支持3D动能等等.这些还需大家具体参阅说明书来配置.如这台机床的偏置距离为150mm(见上机床描述),输出程序为后处理计算偏置输出,则我们需按下图配置偏置距离: 三.NC程序的验证我们采用下图所示零件来进行验证,在SR50的半球体上铣削60见方的轮廓,刀具轴为垂直于球面采用UG NX编制的刀位源文件为: TOOL PATH/VARIABLE_CONTOUR,TOOL,MILLTLDATA/MILL,10.0000000,5.0000000,75.0000000,0.0000000,0.0000000MSYS/0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.00 00000,0.0000000$$ centerline dataPAINT/PATHPAINT/SPEED,10LOAD/TOOL,11,ZOFF,50.0000000SELECT/TOOL,11SPINDL/RPM,3000,CLWPAINT/COLOR,186RAPIDGOTO/75.0000013,0.0015077,50.0000000,0.6000000,0.0000121,0.8000000PAINT/COLOR,211RAPIDGOTO/33.0000001,0.0006634,-6.0000000PAINT/COLOR,42FEDRAT/MMPM,2000.00000GOTO/30.0000000,0.0006031,-10.000000PAINT/COLOR,31FEDRAT/750.000000GOTO/30.0000000,1.8755654,-10.043996,0.6000001,0.0375116,0.7991200GOTO/30.0000000,3.7505277,-10.176218,0.6000001,0.0750108,0.7964755GOTO/30.0000000,5.6254900,-10.397552,0.6000000,0.1125099,0.7920489GOTO/30.0000000,7.5004523,-10.709502,0.6000000,0.1500094,0.7858099GOTO/30.0000000,9.3754146,-11.114249,0.6000000,0.1875083,0.7777150GOTO/30.0000000,11.2503769,-11.614729,0.6000000,0.2250075,0.7677054GOTO/30.0000000,13.1253392,-12.214745,0.6000000,0.2625068,0.7557051GOTO/30.0000000,15.0003015,-12.919129,0.6000000,0.3000061,0.7416174GOTO/30.0000000,16.8752638,-13.733962,0.6000000,0.3375053,0.7253208GOTO/30.0000000,18.7502261,-14.666884,0.6000000,0.3750045,0.7066622GOTO/30.0000000,20.6251885,-15.727538,0.6000000,0.4125038,0.6854492GOTO/30.0000000,22.5001508,-16.928211,0.6000000,0.4500031,0.6614357GOTO/30.0000000,24.3751131,-18.284800,0.5999999,0.4875025,0.6343039GOTO/30.0000000,26.2500754,-19.818324,0.6000000,0.5250016,0.6036335 . . 处理后的NC文件: %O1000N1 G49 G54 G40 G80 G17 G90N2 T11 M6N3 G0 G43 X165. Y.003 Z20. B36.87 C.001 H11 S3000 M3N4 X123. Y.002 Z-36.N5 G94 G1 X120. Z-40. F2000.N6 X120.043 Y2.501 Z-40.062 B36.9 C1.193 F750.N7 X120.048 Y5.001 Z-40.124 B36.93 C2.385N8 X119.992 Y7.501 Z-40.17 B36.95 C3.577N9 X120.044 Y9.998 Z-40.356 B37.04 C4.76N10 X120.057 Y12.5 Z-40.542 B37.13 C5.943N11 X120.01 Y15.003 Z-40.713 B37.21 C7.126N12 X120.051 Y17.498 Z-41.009 B37.35 C8.291N13 X120.053 Y19.999 Z-41.305 B37.49 C9.456N14 X119.995 Y22.502 Z-41.586 B37.62 C10.621N15 X120.027 Y24.993 Z-41.994 B37.81 C11.76N16 X120.039 Y27.496 Z-42.42 B38.01 C12.899N17 X119.991 Y30. Z-42.831 B38.2 C14.037N18 X120.036 Y32.492 Z-43.372 B38.45 C15.143N19 X120.04 Y34.993 Z-43.915 B38.7 C16.249N20 X120.003 Y37.503 Z-44.46 B38.95 C17.355 . . 我所采用的是刀尖点编程方式,分析NC程序,其偏置距离全部计算有效,说明所作的后处理文件符合要求.本文来自： /mastercam/3201.html。

五轴联动数控工具磨床加工模拟系统的开发

五轴联动数控工具磨床加工模拟系统的开发作者：李建刚毛世民苏智剑姚斌在加工领域，随着生产发展和技术进步，迫切需要采用先进的加工模拟系统来提高加工质量和效率。

目前已有多种加工仿真软件系统(如Mater-CAM，ProE等)投入实际使用，但由于它们提供的加工工艺类型有限，尚不能完全满足实际生产需要。

为此，需要针对一些专用数控机床设计出效率更高、适应性更好的加工模拟软件。

本文的研究内容就是针对某厂生产的五轴联动数控工具磨床开发方便适用的切削加工过程模拟系统。

AutoDesk公司开发的Auto CAD设计软件是CAD市场的主流产品，利用它可进行各种用途的二次开发，但将其用于加工模拟软件的开发还不多见，本文在这方面作了一些探索。

1 加工模拟系统的主要功能及结构框图与一般的数控加工模拟软件一样，本文开发的加工模拟系统也具有加工任务选择、工艺分析、工具轨迹形成、图象图形模拟仿真、结果分析及数据保存等主要功能。

五轴联动数控工具磨床的主要加工对象是各种异形回转面刀具(如旋转锉、模具铣刀等)，所用砂轮主要有碟形、碗形、平形、单角和双角锥面等形状。

由于工件和砂轮的形状比较复杂，所以开发该加工模拟系统的主要难点在于图象图形模拟仿真，而该模块的功能水平将直接影响系统的实际使用效果。

针对这种情况，我们建立了参数化工件库和砂轮库，既方便了用户使用，又可使系统自动生成砂轮轨迹或导入已有砂轮轨迹数据，增加了系统的灵活性和适用性。

该加工模拟系统的结构框图如图1 所示。

图1 加工模拟系统结构框图2 用VB、AutoCAD开发切削加工模拟系统的关键技术2.1 VB 与AutoCAD的接口为使应用程序具有通用性，将与AutoCAD连接的程序放在一个通用模板中，命名为MautoCAD，其程序代码如下：’定义autocad 变量Public acadApp As Object’应用程序Public acadDoc As Object’当前应用程序Public moSpace As Object’模型空间Public Sub LoadAutocadR14()’调用AutocadR14On Error Resume NextSet acadApp = GetObjec(t “，AutoCA D.Application”)If Err Then ’如果没有一个autocad 副本在运行Err. ClearSet acadAp = CreateObjec(t“AutoCAD.Application”)If Err ThenMsgBox Err.Description ’如果失败给个提示Exit SubEnd IfEnd IfSet acadDoc = acadApp.ActiveDocumentSet moSpace = acadDoc.ModelSpaceEnd Sub2.2 参数化零件库的建立为使软件系统具有较好适用性，在参数化零件库中，各类零件以带入口参数的公用子函数的形式存在。

五轴微型数控铣床结构设计与控制系统研究

五轴微型数控铣床结构设计与控制系统研究摘要:根据高等院校学生实践实验要求，设计了教学型五轴联动微型数控铣床。

该铣床采用摆头转台式机械结构，能够实现三维空间内的移动以及A轴和B轴的转动，实现五轴联动的设计理念。

并在此基础上开发了基于AＲM的五轴联动微型数控铣床的运动控制系统。

该数控系统采用“PC+AＲM单片机”模式设计，上位机利用Delphi编程软件实现NC文档编译、刀具补偿计算及与下位机的通信功能，下位机是以STM32芯片为核心的AＲM单片机构成，主要实现与上位机的通讯、插补计算及对电机的位置控制等功能。

由于该数控系统稳定性高、安全可靠性强及性价比高，因此非常适合高校学生实验。

关键词:五轴联动;嵌入式;数控系统;Delphi编程;AＲM单片机;STM32前言数控机床高速加工的运动控制是提高加工质量和加工效率的重要手段。

在现如今高校的工程实训中心中虽已广泛增加了数控机床的实验教学，但由于所有设备大都是一些成本高的大型机床或加工中心，一般由老师演示操作，学生很难有动手的机会，更无法通过实训来掌握数控技术的原理。

基于此，笔者开发了五轴微型数控铣床结构和控制系统。

该数控铣床是集教学、实验、科研于一体的综合实验项目，内容涵盖数控铣床的结构设计、数控系统硬件的设计、安装和调试，系统软件的开发及机床电器控制等相关内容。

另外，该数控系统操作简单、成本低、应用范围广，不仅给老师授课带来方便，还能让学生更好地培养动手操做能力，在教学领域具有重要意义。

1、五轴微型数控铣床的结构设计五轴联动微型数控铣床结构上由沿X、Y、Z轴的平动和绕X、Y、Z中任何两个轴的转动组成，基本可分为3种形式:双摆头式、双转台式和摆头转台式。

本文作者设计的五轴数控铣床采用摆头转台式结构如图1所示(总体尺寸400mm×300mm×600mm)，即沿X，Y，Z轴的移动、绕着Y轴的摆动(B)及绕着X轴的转动(A)。

新设计的五轴联动微型数控铣床可以实现复杂曲面的加工，能够满足高等院校学生的实验要求。

基于PMAC的五轴数控铣床系统设计

J SHANXI AGRIC UNIV (N atural S cie nce Ed ition )学报(自然科学版)2009,29(6)002585收稿日期:2009 09 21 修回日期:2009 11 19作者简介:王小娟(1971 ),女(汉),山西运城人,讲师,硕士,主要从事机电一体化方面的研究。

基于PM A C 的五轴数控铣床系统设计王小娟,杨玲玲(山西省晋城职业技术学院机械与电子工程系,山西晋城048000)摘要:为解决自由曲面精加工的难题,通过改进一台普通立铣床构建了五轴数控加工机床,介绍了其机械系统的组成及控制原理,提出了基于IPC+P M A C 的开放式数控系统硬件体系结构,采用V isua l C++6 0开发了机床控制系统的软件平台,实现了部分控制功能。

研究表明,五轴数控加工技术具有广泛的工程应用价值。

关键词:数控铣床;数控系统;硬件设计;软件设计中图分类号:T P31 文献标识码:A 文章编号:1671 8151(2009)06 0513 04Design of Five axis NC Milling Machine System Based on PMAC WAN G Xiao juan,YAN G Ling ling(D ep ar tment of M achiner y and Electr onic Engineer ing ,J incheng Vocational College of T echnology ,J incheng S hanx i 048000,China)Abstract:To so lve the problem on precision machining free surface,the five axis CNC machine too l is desig ned by improving an ordinary milling tool.T he structure and control thero y are introduced in this paper.Based on IPC+PM AC,the hardw are archtecture of open N C system is presented.T he control plant of system is developed by visual C++6 0,and equipped w ith partial function.It is shown that the application of five ax is CNC machining technolog y is of w ide application value.Key words:N C milling machine too l;N C system;Har dw are design;Softw are design随着现代加工制造技术的发展,五轴数控加工机床已经成为整个机床行业的研究重点,五坐标数控加工是实现大型与异型复杂零件的高效高质量加工的重要手段。

五轴加工中心基于STEP-NC的网络数控系统

五轴加工中心基于STEP-NC的网络数控系统五轴加工中心基于STEP-NC的网络数控系统一、STEP技术应用1 STEP-UPSTEP-NC是在设计模块和制造模块之间，基于STEP建立的新的接口标准(ISO14649)，是STEP向制造领域的扩展.它要求CNC系统直接使用符合STEP标准的CAD三维数据模型，加上工艺信息和刀具信息直接产生加工程序来驱动机床。

STEP- NC的基本原理是基于制造特征进行编程，它告诉CNC的是“加工什么”，而不是直接对刀具运动进行编程，以及告诉CNC“如何加工”的具体动作.加工流程是以工作步骤(working step)作为基本单位，将特征与技术信息联系到一起，每个工作步骤只定义一种操作(“干什么’，如何干等”，仅能用一种刀具和一种策略).STEP- NC通过任务描述(钻中心孔、钻孔、粗加工、精加工…)把工件的加工程序传到加工车间，在车间可以根据实际的需要对加工程序进行修改，修改后的加工过程信息可以保存并返回到设计部门，使经验和知识能更好地交换和保留，也实现了产品生命周期数据的共享.2 STEP-NC数据模型 为了在CAM系统和CNC系统之间进行信息交换时完整全面的表达信息，必须建立合适的数据模型(如上图所示).ISO14649使用面向对象的方式定义的数据模型避免了信息的丢失，它把每一个加工步骤都定义成独立的对象，每个对象又包含各种描述性的属性.通过严格的分离几何数据、操作数据、加工数据等这些数据，简化了信息的存储和访问，使不同模块之间可进行信息的交换.零件的加工过程被定义成一个工步序列，一个基于几何信息的工步确定了哪些操作被执行，而这种面向对象的操作本身又包含了工艺信息、刀具信息、加工策略等.二、基于STEP-NC的CNC关键技术1 制造特征的自动识别STEP- NC中的制造特征(Manufacturing Feature)是指为了得到零件的最终形状而从零件毛坯上去除的那部分材料的形状.它与一般CAD中的特征概念不同，这主要是因为制造特征必须通过去除材料的方式获得(快速成型加工除外).STEP一NC中关于制造特征的定义来自于STEPAP224，STEP AP224中定义的常见特征有：孔、槽、台阶、平面、凸台、轮廓等.五轴加工中心生成符合STEP-NC的数控加工程序(AP238文件)的首要任务是从零件的几何模型(由CAD系统输出)中识别出需进行机械加工的制造特征并生成STEP AP224文件，作为后续工艺流程设计的基础.2 STEP-NC的CNC程序的仿真STEP- NC数控程序可利用STEP TOOLS公司开发ST-Machine工具包与美国CNC公司的MasterCAM软件进行动态连接.ST一Machine能与MastercAM和 GibbCAM等软件进行连接，把STEP-NC数控程序的中型数据信息转换成为特定的刀具路径.MasterCAM是CAD/CAM集成软件具有三维造型、生成刀具路径、生成数控程序，并模拟加工等功能.在MastercAM软件的平台下利用St machine .dll动态库连接st-machine工具包，对STEP-NC中型文件进行模拟仿真加工，生成STEP-NC数控加工程序的刀具路径轨迹.连接的目的就是使用AP238文件定义的工艺和刀具参数，执行MasterCAM软件的功能最终产生符合AP238文件的刀具路径，清楚地分析AP238文件的加工策略和刀具进入和退出的路径(approach-retract-strategy)等信息.在此基础上优化STEP-NC数控加工程序的刀具路径、工艺参数，设置合理的进退刀路径，防止刀具的过切、干涉，对数控程序进行优化设计，另外还可以使用MasterCAM软件的后置处理功能生成STEP-NC数控程序的G、M 代码，在传统控制器下验证STEP-NC数控程序的制造特征信息.3 结论STEP-NC融合集成了 STEP的相关应用协议和CAX的制造信息，摒弃了ISO6983标准的程序在各系统间单行线式的信息传递方式，STEP-NC程序在统一的数据模型基础上建立产品信息，保证了数据信息的集成和共享，促进了数控技术智能化、网络化和集成化的发展.本文阐述了STEP与STEP-Nc的关系,STEP-NC 的数据模型及程序结构，研究了基于STEP-NC的CNC关键技术，给出了STEP-NC数控程序在实际CAM系统中进行动态模拟仿真加工的方法.本文对深入理解和应用STEP-NC，对STEP-NC集成技术的研究提供了参考.STEP-NC取代传统数控编程接口标准而成为制造业的新标准，这种改变将对数控技术领域产生革命性的影响.不仅如此，STEP-NC所蕴涵的制造思想和理念对于网络环境下的数字制造技术的发展乃至整个制造业都将会产生重大的影响.因此，研究STEP-NC具有极其重要的意义.三、网络数控系统的实现1 网络数控系统硬件平台设计实现网络数控系统硬件平台是系统的物理实现平台，各部分之间通过信息管理网络实现互联，传递命令和数据信息，并行完成数控任务，根据各个硬件在系统不同的实现功能，硬件平台又可以分为网络传送功能模块和数控系统功能模块，具体设计实现如下：(l)网络传送功能模块(2)数控系统功能模块2 网络数控系统软件平台设计五轴加工中心系统软件包括实时操作系统、通讯系统、设备驱动程序以及其他可供选择的系统程序，如数据库系统和图形系统。