五轴联动水切割数控系统作为数控机床的重要组成部分,它将机床的输入/输出装置、数控装置、伺服装置和其它辅助控制装置等紧密地联系在一起,控制着机床的运动和零件的加工等功能,可以说数控系统是一台数控机床的大脑,调节着机床的各个方面。AB 摆五轴联动水切割数控机床是以水射流为刀具,通过五轴数控 G 代码控制X、Y、Z 轴的移动和 A、B 轴的摆动,从而加工出达到要求的零件图形,实现五轴之间的协调联动。水刀切割数控系统的总体框架如图 2.1 所示。
根据中小企业对五轴联动石材水刀切割技术的要求及专用数控系统开发目的,对所开发的 CAD/CAM 一体化的五轴联动水刀切割专用数控系统拟采用上下位机的形式,即 CAD/CAM 一体化软件运行在上位机,从而可以在上位机将 CAD/CAM 一体化软件生成的五轴数控 G 代码传至华中 8 型数控系统下位机,直接驱动机床轴的运动。CAD/CAM 一体化上位机软件的主要功能模块如图 2.2
所示,CAD 模块主要实现二维图形文件(如.dxf 文件)读取与显示,二维图形绘制、编辑修改等[37~39];CAM 模块主要完成图形实体属性设置,包括实体排序、换向,五轴水刀加工工艺参数设置,序列化数据存储,及五轴数控代码自动生成;CNC 模块有专用的界面,可以获取数控系统参数,如 X、Y、Z、A、B 轴实时坐标,工件坐标系外部偏置设置(G54-G59),网络连接,G 代码编辑框,打开本地 G 代码文件,保存本地 G 代码文件,把 G 代码下载到下位机,从下位机把 G 代码文件加载回来进行编辑修改等,主要是把 G 代码下载到下位机,直接驱动机床各轴的运动,对石材工件进行加工。其中通过对链表操作实现图形实体重排、换向及五轴数控代码自动生成技术是本文的难点也是关键点,水切割加工工艺参数数据设置及数据序列化存储是本文的难点。