2022年五軸后處理

1、0 引言 UG作為一種優(yōu)秀的 CAD/CAM軟件，他幾乎可以覆蓋從設(shè)計到加工的方方 面面。利用 UG NX CAM加工模塊產(chǎn)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(guān) ) 。但控制器也無法接受這種未經(jīng)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(shù)，這種修改就是所謂的后處理。近年來，五

2、軸加工已開始應(yīng)用到精密機械加工領(lǐng)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(shù)控系統(tǒng)，還可以對復(fù)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(jié)構(gòu)、刀位文件不同。 后置處理所得出的數(shù)控程序也不盡相同。因為五軸加工的后處理非常關(guān)鍵，本人結(jié)合自己的實際工作經(jīng)驗，著重談?wù)勎遢S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(shù)據(jù) (Tool Path Data) Postp

3、rocessor)。和后處理器 (A 利用 UG/Post Execute 后置處理器進行后處理，有 2 種方法：利用MOM(Manufacturing Output Manager) ，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

4、件可以利用 UG自帶的工具 POST BUILDER來生成。當(dāng)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 ，$UGII_CAM_POST_DIRfanuc.tcl ，$UGII_CAM_POST_DIRfanuc.def ?GPM的工作過程如下：刀軌源文件 CLSFGPM POSTNC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(shù)據(jù)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

5、.mdfa 。 2 種后處理結(jié)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(zhuǎn)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(yīng)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 動事件處理文件 *.tcl；利用 PostBuilder*.pui 。2 五軸數(shù)控加工中 UG NX后處理*.def ；用 Tcl 語言編寫控制機床運 編輯器設(shè)置所有數(shù)據(jù)信息的參數(shù)文件下面就用 UG/Post Builder 創(chuàng)建一個五軸 FANUC控制系統(tǒng)后處

6、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(shù)控龍門銑床，單主軸結(jié)構(gòu)，雙擺動軸即雙旋轉(zhuǎn)頭，采用的控制系統(tǒng)為 FANUC151系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 1。表 1 機床結(jié)構(gòu)參數(shù)機床的其他參數(shù)如下： (1) 線性移動精度：各坐標(biāo)軸小數(shù)精度為小數(shù)點后 3 位數(shù)即 0.001 (2) 兩擺動軸軸心重合，無偏心。 2.1 設(shè)置后置類型及機床結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)頭五軸銑床

7、，控制系統(tǒng)選為 Generic( 基本設(shè)置與 FANUC類似 ) 。 2.2 A 、B 擺角參數(shù)設(shè)置確定進入后續(xù)后處理參數(shù)設(shè)置，在機床特性(Machine Tool)選項卡中選中通用參數(shù)設(shè)置接點，如圖1 所示。圖 1 機床特性隨即在右邊窗口中按機床實際參數(shù)設(shè)置機床行程等參數(shù)。首先設(shè)置 X、Y、Z 等 3 個線性坐標(biāo)軸的參數(shù)，然后設(shè)置線性插補精度和最大移動速度，如圖 2 所示。圖 2 機床設(shè)置這里要注意圓弧導(dǎo)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(xiàn)馬賽克平面， 才能符合要求。 因為這時候輸出的加工曲面數(shù)控代碼為 G01、G02、G03，而不是單純的 C01。一些模

8、具加工人員用 UG NX CAM加工出來的曲面呈現(xiàn)不光滑和不連續(xù)，認為是刀具和機床設(shè)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(shù)控五軸機床作為高端設(shè)備，要經(jīng)常加工復(fù)雜曲面，所以選擇Yes。如果機床不加工復(fù)雜曲面，就要選擇 No，這時候后處理器生成的數(shù)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(shè)置接點， 在右邊的窗口中可見旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置對話框。首先單擊 Configure( 配置 ) 命令按鈕，在彈出的旋轉(zhuǎn)軸配置窗口中設(shè)置第 4 軸和第 5 軸的 轉(zhuǎn)動平面。本例設(shè)置第 4 軸的轉(zhuǎn)動平面為 YZ平面，即繞 X 軸旋轉(zhuǎn)、根據(jù)右手定 則，該旋轉(zhuǎn)軸

9、為 A 軸。第 5 軸的轉(zhuǎn)動平面為 ZX平面，即繞軸 Y 旋轉(zhuǎn)，根據(jù)右手定則，該旋轉(zhuǎn)軸為 B 軸。缺省插補精度為0.001 ，下面的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸超程處理方式設(shè)為退刀 / 重新進刀方式。然后單擊完成設(shè)置并返回前一窗口。隨后配置第 4 軸的其他相關(guān)參數(shù)，如每分鐘最大旋轉(zhuǎn)角度、偏心距、擺 動距離、角度偏移值、 擺動軸的旋轉(zhuǎn)方向是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)、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。明，如圖 3 所示。鑒于參數(shù)較多， 不一一說圖 3 旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置同理，選中第 5 軸接點設(shè)置相同參數(shù)，由于在第 第 5 軸的擺動關(guān)系，故不再需要進行第 5 軸配置。4 軸配置時已經(jīng)設(shè)置了設(shè)置完成后可

10、單擊接點樹上方的Display Machine Tool(顯示機床設(shè)置 )按鈕，即可查看設(shè)置的坐標(biāo)軸是否合乎實際。2.3 刀庫后處理 由于數(shù)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 設(shè)置，如圖 4 所示。圖 4 換刀后處理中的機床換刀事件中進行 #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(shè)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。圖 5 刀具代碼配置 表 2 刀具代碼格式和含義 #

11、在 Tool Number Minimum 與 Tool Number Maximum中設(shè)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(biāo)值。這個設(shè)置非常重要， 因為不同的機床設(shè)置的換刀點也不同。成換刀機械手打在主軸上或者擊斷刀具。2.3.2 復(fù)雜、特殊刀庫換刀對于復(fù)雜、特殊刀庫換刀后處理可以利用如果該值設(shè)置不當(dāng)， 就會造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(shù)控代碼，在創(chuàng)建后處理器時，已經(jīng)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(fù)雜的可以在用戶自定義命令中進行設(shè)置。3 結(jié)語總之， UG產(chǎn)生的刀軌文件必須進行后處理，通常利用 U