數(shù)控加工普遍存在著準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、程序調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)、加工效率不高、切削參數(shù)選擇不合理等現(xiàn)象，大多依靠技術(shù)人員和工人的經(jīng)驗(yàn)，難以精確計(jì)算。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給量、切削速度等工藝參數(shù)均有安全系數(shù)過(guò)大等共性問(wèn)題。

　　要生產(chǎn)高端系列產(chǎn)品的航天電器，其零件質(zhì)量可靠性更是依賴(lài)于高精密車(chē)銑復(fù)合的多軸多任務(wù)加工模式的設(shè)備，并且涉及到多種金屬材料。要提高機(jī)床利用率及零件加工生產(chǎn)進(jìn)度，讓所有精密設(shè)備實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程，減少停機(jī)編程時(shí)間，就需要配套的軟件。換言之，沒(méi)有軟件就無(wú)法完全發(fā)揮機(jī)床的功效。

1 GibbsCAM簡(jiǎn)介

　　Gibbs公司是全球先進(jìn)CAD／CAM技術(shù)方面的領(lǐng)導(dǎo)者，能在保持易學(xué)易用和生產(chǎn)率的同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量。“Powerfully Simple，Simply Powerful”是Gibbs公司的經(jīng)營(yíng)宗旨和目標(biāo)。GibbsCAM軟件產(chǎn)品線(xiàn)支持2軸到5軸銑削、車(chē)削、車(chē)銑復(fù)合、聯(lián)動(dòng)銑削等多任務(wù)加工和線(xiàn)切割，同時(shí)可提供完整的制造建模功能，包括2D、2．5D、3D線(xiàn)框，曲面和實(shí)體建模。GibbsCAM軟件2009版的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能可以訪(fǎng)問(wèn)廣泛的國(guó)內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的CAD數(shù)據(jù)格式，其支持范圍擴(kuò)展到Parasolid v19．1、SolidWorks 2008、ACIS v18．0、Autodesk Inventor 2009、CAT—IA v5 r18、Granite 5．0、Pro／En gineer Wildfire v4．01和uGs／NX5等等。目前更是和許多全球居于領(lǐng)導(dǎo)地位的數(shù)控機(jī)床商、加工刀具制造商合作進(jìn)行捆綁銷(xiāo)售，包括GE Fanue、Infimatic、Siemens、Doosan lnfraeore、Haas、Index、MAG Fadal、Mazak、Mitsubishi、Mori Seiki和Tornos等等。

　　基于上述一系列優(yōu)勢(shì)，貴州航天電器股份有限公司在調(diào)研了眾多CAM軟件后，于2009年選購(gòu)了GibbsCAM用于雙主軸雙刀塔的多任務(wù)加工機(jī)床程序。

2 多任務(wù)加工中GibbsCAM軟件編程技巧

　　GibbsCAM的多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工(MTM)模塊可以為任何類(lèi)型的多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工機(jī)床建立機(jī)床仿真。GibbsCAM的機(jī)床仿真可以定制仿真客戶(hù)精確機(jī)床結(jié)構(gòu)，如機(jī)床基礎(chǔ)、進(jìn)給裝置、零件卡盤(pán)、刀塔和副主軸以及所有特殊設(shè)備，還可以看到刀具加工的精確時(shí)間和NC代碼等。使用軟件的繪圖功能能在機(jī)床上對(duì)刀具進(jìn)行定義、裝卡和驅(qū)動(dòng)操作．滿(mǎn)足多任務(wù)加工對(duì)普通刀具、動(dòng)力刀具和成形刀具等各種刀具的需求。

　　2.1 加工基準(zhǔn)位置的確定

　　MTM加工中，根據(jù)實(shí)際需求選擇機(jī)床模型后。首先需確定各個(gè)軸的加工原點(diǎn)與機(jī)床零點(diǎn)之問(wèn)的位置。如圖1所示，上方的Z表示預(yù)設(shè)的毛坯尺寸(±表示的是相對(duì)于編程原點(diǎn)的位置關(guān)系)，下方的Z表示的是機(jī)床零點(diǎn)至夾頭的距離(左Z)以及編程原點(diǎn)至夾頭(或卡盤(pán))端面的距離(右Z)，如果設(shè)置不當(dāng)將有撞機(jī)的危險(xiǎn)。所以必須嚴(yán)格計(jì)算好各值．確保加工基準(zhǔn)位置符合實(shí)際加工需求。

圖1 加工基準(zhǔn)位置的設(shè)置

　　2.2 刀具編號(hào)的確定

　　編程過(guò)程中，安排刀具時(shí)需注意刀具在刀塔上的位置及其偏置號(hào)。例如，生成的程序刀具的形式為T(mén)0101，前面的01表示的是刀具在刀塔上的位置編號(hào)，后面的01表示該刀具對(duì)應(yīng)的偏置號(hào)。即刀具補(bǔ)償時(shí)對(duì)應(yīng)刀具的編號(hào)。此外，刀具在哪個(gè)刀塔上，是通過(guò)TG1、TG2或TG3等來(lái)選擇。圖2中的刀具編號(hào)設(shè)置表示加工中使用的是1號(hào)刀塔的01號(hào)刀具．刀具補(bǔ)償也為01。只有正確地設(shè)置了各刀具的位置及其在設(shè)備中的對(duì)應(yīng)偏置位置，才能在試加工中快速正確地對(duì)各刀具的偏置量進(jìn)行有效的設(shè)置，以短期機(jī)床調(diào)試時(shí)間。特別需要注意切削方向的選擇。若未能正確地選擇切削方向，生成的路徑將是從反方向進(jìn)行。GibbsCAM自帶的仿真系統(tǒng)可以模擬出程序加工的軌跡。多任務(wù)加工系統(tǒng)的程序編制完成后，都必須對(duì)所編的工序進(jìn)行模擬仿真，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)各刀具的位置及其加工路徑是否符合實(shí)際機(jī)床加工需求。

圖2刀具編號(hào)的設(shè)置

　　2.3 相似結(jié)構(gòu)的復(fù)制加工

　　對(duì)于圓周上相同的輪廓(如圓周均布孔、腔體等)，可采用圖3所示的旋轉(zhuǎn)銑削復(fù)制功能進(jìn)行。選擇旋轉(zhuǎn)銑削時(shí)對(duì)應(yīng)的是均布的輪廓，如N個(gè)輪廓在圓周均布，復(fù)制的次數(shù)為(N-1)次，角度C為360°／N。圖3表示的是4個(gè)圓周均布的銑削加工，若當(dāng)前輪廓不是加工位置，即零件的待加工輪廓相對(duì)于已選取輪廓存在一定的角度要求，則圖3中應(yīng)取消旋轉(zhuǎn)銑削的選項(xiàng)，改為選取位置。此時(shí)，后面的角度為激活狀態(tài)，輸入需要旋轉(zhuǎn)的角度值，再進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)制。所生成的程序即可滿(mǎn)足實(shí)際需求，大大減少手工編程時(shí)找基準(zhǔn)點(diǎn)、偏置x值等繁瑣的計(jì)算過(guò)程。

圖3均布輪痹加工的設(shè)置

　　2.4 同步處理

　　同步處理是MTM(多主軸多刀塔的多任務(wù)加工數(shù)控機(jī)床)加工的關(guān)鍵。GibbsCAM多任務(wù)車(chē)銑復(fù)合加工(MTM)同步管理器對(duì)每個(gè)刀塔進(jìn)行單獨(dú)操作，按照時(shí)間表一個(gè)接一個(gè)地顯示每個(gè)刀塔的路徑或流程?？梢詮囊粋€(gè)刀塔轉(zhuǎn)移到另一個(gè)刀塔進(jìn)行操作。或者在每個(gè)流程內(nèi)進(jìn)行刀塔轉(zhuǎn)移。在程序中添加一致的同步代碼，顯示同步操作以及那些需要其他刀塔完成后再繼續(xù)進(jìn)行的操作。

2.5 適用工具

　　要實(shí)時(shí)應(yīng)用菜單文件提供的功能，特別是附加功能，如多軸車(chē)床的“同步車(chē)削”和“MTM增加G代碼”、模擬TMS中的“輸入VNC～轉(zhuǎn)換刀具路徑”以及“報(bào)告書(shū)”等功能。對(duì)于已經(jīng)編制的加工路徑和程序．需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，出具加工準(zhǔn)備報(bào)告等，某些功能可能在操作工序中無(wú)法找到，而應(yīng)用這些附加功能就可以巧妙地解決問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

　　軟件編程的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明．GibbsCAM可有效地提高多軸多刀塔的多任務(wù)加工機(jī)床的生產(chǎn)效率，提高機(jī)床利用率及零件生產(chǎn)進(jìn)度，軟件的同步處理實(shí)現(xiàn)了工序的優(yōu)化。在加工條件允許的前提下，機(jī)床的2個(gè)(或3個(gè))刀架同時(shí)處于工作狀態(tài)，有效縮短了加工時(shí)間，從而達(dá)到高效加工?？傊?，GibbsCAM在多任務(wù)機(jī)床中的應(yīng)用挖掘了多任務(wù)數(shù)控加工設(shè)備的潛能．使機(jī)床的性能得到了更大的發(fā)揮。