本文介紹了UG后處理開發(fā)的方法。以一個典型的A、B擺角的五軸FANUC系統(tǒng)數控龍門銑床為例。設定了機床參數、程序和刀軌參數,敘述了刀庫后處理方法。指出了普通的UG NX/Post Builder產生的后處理文件不符合要求時,可利用Custom Command(用戶自定義命令)來處理,生成符合條件的NC程序。
引言
UG作為一種優(yōu)秀的CAD/CAM軟件,他幾乎可以覆蓋從設計到加工的方方面面。利用UG NX CAM加工模塊產生刀軌。但是不能直接將這種未修改過的刀軌文件傳送給機床進行切削工件,因為機床的類型很多,每種類型的機床都有其獨特的硬件性能和要求,比如他可以有垂直或是水平的主軸,可以幾軸聯(lián)動等。此外,每種機床又受其控制器(controller)的控制?刂破鹘邮艿盾壩募⒅笓]刀具的運動或其他的行為(比如冷卻液的開關)。但控制器也無法接受這種未經格式化過的刀軌文件,因此,刀軌文件必須被修改成適合于不同機床/控制器的特定參數,這種修改就是所謂的后處理。
近年來,五軸加工已開始應用到精密機械加工領域,工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動的高檔數控系統(tǒng),還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工。但五軸機床后置處理因機床具體結構、刀位文件不同。后置處理所得出的數控程序也不盡相同。因為五軸加工的后處理非常關鍵,本人結合自己的實際工作經驗,著重談談五軸加工中心后處理的制作過程。
1 UG后處理開發(fā)方法
UG/Post Execute和UG/Post Builder共同組成了UG加工模塊的后置處理。UG的加工后置處理模塊使用戶可方便地建立自己的加工后置處理程序。后處理最基本的2個要素就是刀軌數據(Tool Path Data)和后處理器(A Postprocessor)。
利用UG/Post Execute后置處理器進行后處理,有2種方法:①利用MOM(Manufacturing Output Manager),②利用GPM(Graphics Postprocessor Module)。
MOM的工作過程如下:
刀軌源文件→Postprocessor→NC機床
MOM后處理是將UG的刀軌作為輸入,他需要2個文件,一個是Event Handler,擴展名為.tcl,包含一系列指令用來處理不同的事件類型;另一個是Definition File,擴展名為.def,包含一系列機床、刀具的靜態(tài)信息。這2個文件可以利用UG自帶的工具POST BUILDER來生成。當這2個文件生成后,要將他加入template_post.dat文件里才能使用,其格式如下:
fanuc,${UGII_CAM_POST_DIR}fanuc.tcl,${UGII_CAM_POST_DIR}fanuc.def
?GPM的工作過程如下:
刀軌源文件→CLSF→GPM POST→NC機床
GPM后處理是將刀軌源文件(the cutter location source file)作為輸入。他需要一個MDF(machine data file)即機床數據文件。MDF文件也可以通過UG提供的工具MDFG來生成.其擴展名為.mdfa。
2種后處理結果是一樣的,給人的感覺是用MOM比較省事一些,因為他直接將刀軌轉換成NC程式,不用再輸出CLSF文件,不過在處理時間上較GPM長一些。隨著微機計算速度越來越快,MOM后處理應用越來越廣泛。
利用UG/Post Builder進行后處理的新建、編輯和修改時,生成3個文件:機床控制系統(tǒng)的功能和格式的定義文件*.def;用Tcl語言編寫控制機床運動事件處理文件*.tcl;利用PostBuilder編輯器設置所有數據信息的參數文件*.pui。
2 五軸數控加工中UG NX后處理
下面就用UG/Post Builder創(chuàng)建一個五軸FANUC控制系統(tǒng)后處理器。這是一個典型的A、B擺角的五軸FANUC系統(tǒng)的后處理器。機床為五軸數控龍門銑床,單主軸結構,雙擺動軸即雙旋轉頭,采用的控制系統(tǒng)為FANUC151系統(tǒng),具體結構參數如表1。
表1 機床結構參數
機床的其他參數如下:
(1)線性移動精度:各坐標軸小數精度為小數點后3位數即0.001
(2)兩擺動軸軸心重合,無偏心。
2.1 設置后置類型及機床結構類型
進入Post Builder,新建一個后置處理器,后置文件名為FANUC 151M,單位為milimeters,在機床類型中選擇MILL和5-Axis with Dual Rotary Heads即雙旋轉頭五軸銑床,控制系統(tǒng)選為Generic(基本設置與FANUC類似)。
2.2 A、B擺角參數設置
確定進入后續(xù)后處理參數設置,在機床特性(Machine Tool)選項卡中選中通用參數設置接點,如圖1所示。
隨即在右邊窗口中按機床實際參數設置機床行程等參數。首先設置X、Y、Z等3個線性坐標軸的參數,然后設置線性插補精度和最大移動速度,如圖2所示。
這里要注意圓弧導軌輸出cord選項中一定選擇Yes,這時候加工出來的曲面才不會出現馬賽克平面,才能符合要求。因為這時候輸出的加工曲面數控代碼為G01、G02、G03,而不是單純的C01。一些模具加工人員用UG NX CAM加工出來的曲面呈現不光滑和不連續(xù),認為是刀具和機床設備的問題或者是UG NX軟件不好用,其實是他們沒能深刻理解Yes與No含義。數控五軸機床作為高端設備,要經常加工復雜曲面,所以選擇Yes。如果機床不加工復雜曲面,就要選擇No,這時候后處理器生成的數控程序簡短而高效,機床的加工效率非常高。
然后選中第4軸設置接點,在右邊的窗口中可見旋轉軸的設置對話框。首先單擊Configure(配置)命令按鈕,在彈出的旋轉軸配置窗口中設置第4軸和第5軸的轉動平面。本例設置第4軸的轉動平面為YZ平面,即繞X軸旋轉、根據右手定則,該旋轉軸為A軸。第5軸的轉動平面為ZX平面,即繞軸Y旋轉,根據右手定則,該旋轉軸為B軸。缺省插補精度為0.001,下面的旋轉坐標軸超程處理方式設為退刀/重新進刀方式。然后單擊完成設置并返回前一窗口。
隨后配置第4軸的其他相關參數,如每分鐘最大旋轉角度、偏心距、擺動距離、角度偏移值、擺動軸的旋轉方向是正轉還是反轉、角度正負方向判斷原則、擺動角度行程以及是否支持角度增量編程方式等。鑒于參數較多,不一一說明,如圖3所示。
同理,選中第5軸接點設置相同參數,由于在第4軸配置時已經設置了第5軸的擺動關系,故不再需要進行第5軸配置。
設置完成后可單擊接點樹上方的Display Machine Tool(顯示機床設置)按鈕,即可查看設置的坐標軸是否合乎實際。
2.3 刀庫后處理
由于數控加工中心帶有刀庫.必須考慮刀庫后處理即換刀程序。有2種后處理方法:
2.3.1 簡單的刀庫換刀
簡單的刀庫換刀后處理,可以在Post Builder中的機床換刀事件中進行設置,如圖4所示。
#Tool Change中定義M06用于換刀指令。注意必須在換刀事件中包含M代碼,這樣的設置才會起作用。
#Configure用于定義刀具代碼(T)的含義和格式。如圖5所示。
#在Tool Number Minimum與Tool Number Maximum中設置機床控制系統(tǒng)可以使用的最小刀號與最大刀號。
#Time Tool Change:用于定義機床換刀時間,用于統(tǒng)計系統(tǒng)總加工時間。
#Retract To Z of:指定在換刀時系統(tǒng)退刀到Z方向的坐標值。這個設置非常重要,因為不同的機床設置的換刀點也不同。如果該值設置不當,就會造成換刀機械手打在主軸上或者擊斷刀具。
2.3.2 復雜、特殊刀庫換刀
對于復雜、特殊刀庫換刀后處理.可以利用Tcl程序建立用戶自定義命令,輸出符合條件的換刀程序。至于其他的G代碼、M代碼、S代碼等通用數控代碼,在創(chuàng)建后處理器時,已經自動生成了。如果有特殊的代碼,簡單的可以在后處理器中進行更改,復雜的可以在用戶自定義命令中進行設置。
3 結語
總之,UG產生的刀軌文件必須進行后處理,通常利用UG的后處理器能夠生成滿足一定機床控制系統(tǒng)要求的NC程序。但是有些機床控制系統(tǒng)(尤其是五軸加工中心)比較特殊,普通的UG NX/Post Builder產生的后處理文件不符合要求時,須利用Custom Command(用戶自定義命令)來處理,生成符合條件的NC程序,從而減少在實際應用中因后處理的不當所帶來的損失(如撞刀和過切)。
(來源:互聯(lián)網)最新展會 |
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