2022年五轴UG后处理 .pdf

0 引言 UG作为一种优秀的 CAD/CAM 软件，他几乎可以覆盖从设计到加工的方方面面。利用 UG NX CAM 加工模块产生刀轨。但是不能直接将这种未修改过的刀轨文件传送给机床进行切削工件， 因为机床的类型很多， 每种类型的机床都有其独特的硬件性能和要求， 比如他可以有垂直或是水平的主轴，可以几轴联动等。 此外，每种机床又受其控制器 (controller)的控制。控制器接受刀轨文件并指挥刀具的运动或其他的行为 ( 比如冷却液的开关 )。 但控制器也无法接受这种未经格式化过的刀轨文件，因此，刀轨文件必须被修改成适合于不同机床/ 控制器的特定参数，这种修改就是所谓的后处理。近年来，五轴加工已开始应用到精密机械加工领域，工件一次装夹就可完成五面体的加工。 如配置上五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工。 但五轴机床后置处理因机床具体结构、刀位文件不同。 后置处理所得出的数控程序也不尽相同。因为五轴加工的后处理非常关键，本人结合自己的实际工作经验，着重谈谈五轴加工中心后处理的制作过程。1 UG后处理开发方法 UG/Post Execute和 UG/Post Builder共同组成了 UG加工模块的后置处理。UG的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序。后处理最基本的 2 个要素就是刀轨数据 (Tool Path Data)和后处理器 (A Postprocessor)。利用 UG/Post Execute 后置处理器进行后处理，有2 种方法：利用MOM(Manufacturing Output Manager) ，利用 GPM(Graphics Postprocessor Module)。 MOM 的工作过程如下：刀轨源文件 Postprocessor NC机床 MOM 后处理是将 UG的刀轨作为输入，他需要2 个文件，一个是Event Handler ，扩展名为 .tcl，包含一系列指令用来处理不同的事件类型；另一个是Definition File，扩展名为 .def ，包含一系列机床、刀具的静态信息。这2 个文件可以利用 UG自带的工具 POST BUILDER 来生成。当这 2 个文件生成后，要将他加入 template_post.dat文件里才能使用，其格式如下： fanuc ，$UGII_CAM_POST_DIRfanuc.tcl ，$UGII_CAM_POST_DIRfanuc.def ?GPM的工作过程如下：刀轨源文件 CLSF GPM POSTNC机床名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - GPM后处理是将刀轨源文件 (the cutter location source file)作为输入。他需要一个 MDF(machine data file)即机床数据文件。 MDF 文件也可以通过UG提供的工具 MDFG 来生成其扩展名为 .mdfa。 2 种后处理结果是一样的，给人的感觉是用MOM 比较省事一些，因为他直接将刀轨转换成NC程式，不用再输出CLSF文件，不过在处理时间上较GPM长一些。随着微机计算速度越来越快，MOM 后处理应用越来越广泛。利用 UG/Post Builder进行后处理的新建、编辑和修改时，生成3 个文件：机床控制系统的功能和格式的定义文件*.def ；用 Tcl 语言编写控制机床运动事件处理文件 *.tcl；利用 PostBuilder编辑器设置所有数据信息的参数文件*.pui 。2 五轴数控加工中 UG NX后处理下面就用 UG/Post Builder创建一个五轴 FANUC 控制系统后处理器。这是一个典型的 A、B摆角的五轴 FANUC 系统的后处理器。机床为五轴数控龙门铣床，单主轴结构，双摆动轴即双旋转头，采用的控制系统为FANUC151 系统，具体结构参数如表 1。表 1 机床结构参数机床的其他参数如下： (1) 线性移动精度：各坐标轴小数精度为小数点后3 位数即 0.001 (2) 两摆动轴轴心重合，无偏心。 2.1 设置后置类型及机床结构类型进入 Post Builder，新建一个后置处理器，后置文件名为FANUC 151M ，单位为 milimeters ，在机床类型中选择MILL和 5-Axis with Dual Rotary Heads即双旋转头五轴铣床，控制系统选为Generic( 基本设置与 FANUC 类似) 。 2.2 A 、B摆角参数设置确定进入后续后处理参数设置，在机床特性(Machine Tool)选项卡中选中通用参数设置接点，如图1 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 1 机床特性随即在右边窗口中按机床实际参数设置机床行程等参数。首先设置 X、 Y、Z等 3 个线性坐标轴的参数，然后设置线性插补精度和最大移动速度，如图2 所示。图 2 机床设置这里要注意圆弧导轨输出cord 选项中一定选择 Yes，这时候加工出来的曲面才不会出现马赛克平面， 才能符合要求。 因为这时候输出的加工曲面数控代码为 G01 、G02 、G03 ，而不是单纯的 C01 。一些模具加工人员用UG NX CAM 加工出来的曲面呈现不光滑和不连续，认为是刀具和机床设备的问题或者是UG NX软件不好用，其实是他们没能深刻理解Yes与 No含义。数控五轴机床作为高端设备，要经常加工复杂曲面，所以选择Yes。如果机床不加工复杂曲面，就要选择 No ，这时候后处理器生成的数控程序简短而高效，机床的加工效率非常高。然后选中第 4 轴设置接点， 在右边的窗口中可见旋转轴的设置对话框。首先单击Configure( 配置)命令按钮，在弹出的旋转轴配置窗口中设置第4 轴和第 5 轴的转动平面。本例设置第4 轴的转动平面为 YZ平面，即绕 X轴旋转、根据右手定则，该旋转轴为 A轴。第 5 轴的转动平面为 ZX平面，即绕轴 Y旋转，根据右手定则，该旋转轴为 B轴。缺省插补精度为0.001，下面的旋转坐标轴超程处理方式设为退刀 / 重新进刀方式。然后单击完成设置并返回前一窗口。随后配置第 4 轴的其他相关参数，如每分钟最大旋转角度、偏心距、摆动距离、角度偏移值、 摆动轴的旋转方向是正转还是反转、角度正负方向判断原则、摆动角度行程以及是否支持角度增量编程方式等。鉴于参数较多， 不一一说明，如图 3 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 3 旋转轴的设置同理，选中第 5 轴接点设置相同参数，由于在第4 轴配置时已经设置了第 5 轴的摆动关系，故不再需要进行第5 轴配置。设置完成后可单击接点树上方的Display Machine Tool(显示机床设置 )按钮，即可查看设置的坐标轴是否合乎实际。2.3 刀库后处理由于数控加工中心带有刀库必须考虑刀库后处理即换刀程序。有2 种后处理方法：2.3.1 简单的刀库换刀简单的刀库换刀后处理， 可以在 Post Builder中的机床换刀事件中进行设置，如图 4 所示。图 4 换刀后处理 #Tool Change 中定义 M06用于换刀指令。注意必须在换刀事件中包含M代码，这样的设置才会起作用。 #Configure用于定义刀具代码 (T) 的含义和格式。如图5 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 图 5 刀具代码配置表 2 刀具代码格式和含义 # 在 Tool Number Minimum与 Tool Number Maximum中设置机床控制系统可以使用的最小刀号与最大刀号。 #Time Tool Change ： 用于定义机床换刀时间， 用于统计系统总加工时间。 #Retract To Z of：指定在换刀时系统退刀到Z 方向的坐标值。这个设置非常重要， 因为不同的机床设置的换刀点也不同。如果该值设置不当， 就会造成换刀机械手打在主轴上或者击断刀具。2.3.2 复杂、特殊刀库换刀对于复杂、特殊刀库换刀后处理可以利用Tcl 程序建立用户自定义命令，输出符合条件的换刀程序。至于其他的G代码、M代码、 S代码等通用数控代码，在创建后处理器时，已经自动生成了。如果有特殊的代码，简单的可以在后处理器中进行更改，复杂的可以在用户自定义命令中进行设置。3 结语总之， UG 产生的刀轨文件必须进行后处理，通常利用UG 的后处理器能够生成满足一定机床控制系统要求的NC程序。但是有些机床控制系统 (尤其是五轴加工中心 ) 比较特殊，普通的 UG NX/Post Builder产生的后处理文件不符合要求时，须利用 Custom Command( 用户自定义命令 ) 来处理，生成符合条件的NC程序，从而减少在实际应用中因后处理的不当所带来的损失( 如撞刀和过切 )。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -