基於UG/NX10.0的數控車床後置處理的研究
2020-6-2 來（lái）源： 濱州渤海活塞公司 濱州（zhōu）盟威戴卡（kǎ）輪轂（gū） 作者：許海軍（jun1） 張沛霞 徐敏（mǐn） 張厚茂 張（zhāng）新文
摘要：數控車床主要用於加工（gōng）回轉零部件，對於簡（jiǎn）單的回轉工件，可以通過人工進行點（diǎn）位計算進行手工編程即可，但對於複雜的回轉零部件，由於點位（wèi）較多，需要單個點分別輸入進行程序編製，工作量較大，嚴重影響生產效（xiào）率。因此通（tōng）過對UG/NX10.0軟件後處理功能（néng）的（de）探索，利用UG/Post Build 功能, 針對配置（zhì）FANUC數（shù）控係統的數控車床開發後置處理器，使得所生成的程（chéng）序代碼能夠直接應用於數控車（chē）床。
關鍵詞：數控車床；UG/Post Build；FANUC數控係（xì）統；後置處（chù）理器
1 、引言
後（hòu）置處理（Post Processing）是（shì）數（shù）控加工自（zì）動（dòng）編程中需要考慮（lǜ）的一個重要問題（tí），是數控編程技術的關鍵技術之一。作為CAD/CAM係統與機械製造連接的紐帶，後置處理的（de）主要任（rèn）務是（shì）根據具體機床運動結構和控製指令格式，將前置處理計算的刀位數據變換（huàn）成機床（chuáng）各軸的（de）運動數據，並按其控製指令格式進行轉換（huàn），成為數（shù）控機床的加工程序。因此，配置和開發有效的後置處理程序對解決從設計到製造過程存在的瓶（píng）頸、提高編程效率（lǜ）和加工的可靠性有著重（chóng）要意義。為提高自動編程效率，充分發揮數控車床的（de）優勢，本（běn）文通過 UG/Post Build 功能，針對配置 FANUC 數控係統的數控車床開發了專用後置處（chù）理（lǐ）程（chéng）序，並通過產品加工驗證了該後置處理的正（zhèng）確（què）性。
2、 數控車床主要參數（shù）
機床：FT450；數控係統：FANUC_ 0i _D；工作行程：x軸為450mm、Z軸（zhóu）為500mm，刀庫容量8把。
3、 FANUC_ 0i _D 數控係統輔助功能的應用
一個完整的數控加工程序（xù）由開始符、程序名、程序加工（gōng）指令、結束符等組成。常（cháng）用的指令有：G 功能（準備功能）、M功（gōng）能（輔助功能）、F功能（進給功能）、S功能（主軸旋轉功能）、T功能（刀補功（gōng）能）等指令。G功能（準備功能）：使機床和數控係統之（zhī）間建立起某種加工方式的指令，分為模態代碼和非模態代碼。M 功能（輔助功能）：控製機床及其輔助裝置的開、關功能的一種命令，如開、停冷卻泵；主軸正反轉（zhuǎn）、停轉；程序結束（shù）；刀具（jù）的更換（huàn）等功能。本文中 FT450 數控車床（chuáng）數控程序常用 G 功能、M功能的代碼及含義分別如表1、表2所示。
表1 常用G功能代碼及含義
表2 常用M功能代碼（mǎ）及含義
4 、加工程序對後置處理的要（yào）求
（1）NC程序自動換刀。
（2）每一程序結束後，機床主軸停轉，冷卻關閉，Z方向回零，便於檢查工件加工質量。
（3）在每一程序結尾處增加加工時間顯示，便於工時計算。
5 、應（yīng）用UG/Post Build開發FANUC係統數控車床後置處（chù）理
UG/Post Build 是 UG 提（tí）供的（de）一個可視化的編製後置處理程序的工具，應用非常方（fāng）便，它有一個非常重要的優點：所見即所得。它使（shǐ）用 UG 內部（bù）刀軌數據作為輸入，經後處（chù）理後直接將刀具軌跡轉換成機（jī）床能夠識別的NC代（dài）碼，不用再輸出CLS文件[1]。本文主要（yào）以FANUC數控係統為論（lùn）述（shù）對象創建一（yī）個數控車床（chuáng）的後置處理程序，步驟如下：
（1）在電腦左下角點擊“開始”按鈕（niǔ），在所有程序目錄下，打開 NX\Post Build 後置（zhì）處（chù）理程序構（gòu）造器，如圖1所示。
圖1 後置處理程序（xù）構（gòu）造器界麵
（2）新建一個後（hòu）處（chù）理。在新建後（hòu）置處理“Creat New Post Processor”對話 框 中 ，Post Name 為 FANUC_ 0i _D，輸出單位“Post Output Unit”設置（zhì）為米製，機床類型（xíng）選擇 Lathe（車（chē）床），機床控製係統從Library中選擇FANUC，如圖2所示，控（kòng）製係統的選擇非常重要（yào），一定要正確選擇所用數控係統。
圖2 新建（jiàn）FANUC_ 0i _D後處理器
（3）單（dān）擊“Creat New Post Processor”對話框中的“OK”按（àn）鈕，進入用戶（hù）編輯界麵，在“Mchine Tool”屬性頁的左麵結構窗口中設置和FANUC數（shù）控係統相（xiàng）關的參（cān）數。設置完成後，點（diǎn）擊“Display Machine Tool”按鈕，係統顯示（shì）2-Axis Lathe數控車床（chuáng）簡圖，如圖3所示。
圖3 2-Axis Lathe數控（kòng）車床簡（jiǎn）圖
（4）機床參數設置。床自身的數據輸入機床參數（shù），如（rú）各軸的（de）極限（xiàn）行程、最大進給速率等，如圖4所示。
圖4 機床參數設置
（5）程序（xù）和刀軌參數設置。定義程序開始程序段：此處定義數控車程序開頭部分需要書寫的程序段。在 start of program 程序塊裏輸入（rù）G40（取消刀具補償），否則會造（zào）成一定的安全隱患，M06實現自動換刀（dāo）功能，創（chuàng）建過程如圖5所示。
圖5 開始程序段的創建
（6）定義數控（kòng）程序加工過程程序段。程序加工過程中常用到的直線插補 G01，圓弧插補G02\G03等，不再贅述，如圖（tú）6所示。
圖6 數控程序結束程序段
（7）定義數控程序結束程序段。其中包括取消刀具補償（M40），關閉切削液（M09），主軸停轉（M05），主軸 Z 方向回原點，以便檢查工件（jiàn）加工質量（liàng），如圖7所示。
圖7 數控程序結束程序段
（8）在程序（xù）結尾處增加加工時（shí）間的顯（xiǎn）示，以便工時計算（suàn）。
點擊圖 7 中的下拉列表（biǎo），選擇 Custom Command添加到%後麵（miàn），彈出圖（tú） 8 所（suǒ）示對話框。在文（wén）本欄輸入Total_Time，對話框空白（bái）處（chù）填寫：
圖8 顯示加工時間（jiān）程序段
（9）保存退出，在保（bǎo）存文件夾目錄下生成FANUC_0i _D_post.cdl，FANUC_ 0i _D.pui，FANUC_0i _D.tcl3個（gè）文件源代碼，圖（tú）9所（suǒ）示為生成的部分後置處理源代碼。
圖9 部分後置處理源代碼
（10）數控車後置處（chù）理程序與UG NX10.0的集成（chéng）。為了在 UG/NX10.0 安裝程序（xù）中順利找到新創建的機床後置處理（lǐ）程序，便於加工程序的生成，必須把新生成的3個源文件 FANUC_ 0i _D_post.cdl，FANUC_ 0i _D.pui，FANUC_ 0i _D.tcl 集成安裝到Postprocessor文（wén）件夾內才能生效。
6 、運用UG/NX10.0編寫程序進（jìn）行（háng）實（shí）驗驗證
應用UG/Post Build開發FANUC數控係統數控車專用後置處理（lǐ）程序[1]，對複雜外形回轉件加工刀軌文件進行後置處理，輸出的數控加工程序（xù）應用數控車（chē）進行加工，驗證了該後（hòu）置處理程序的正確性（xìng）。加工某一零件時（見圖 10），采用單（dān）向（xiàng）輪廓切削加工方（fāng）式（shì），切削深度恒定，以避免（miǎn）突然變向（xiàng）或深度變化影響加工精度，其他的（de）參數按常規參數設（shè）置（zhì），加（jiā）工過程與仿真過程完全一致，沒有運動幹涉，加工的零件經過檢驗後其尺寸精度等滿足工程要求（qiú）。
圖10 計算機演示加工效果
下麵是（shì）該（gāi）零（líng）件進行後置處理後生（shēng）成（chéng）的部分程序代（dài）碼：
7 、結束語（yǔ）
應用 UG/Post Build 開發 FANUC_0i_D 數控係統後置處理程（chéng）序所生成的數（shù）控代碼，無需生成 CLS 文（wén）件，可以直接生成用（yòng）於數控車床的程序代碼，加工各種複雜回轉零部件（jiàn），從而極大地提高數控車床的編程效率（lǜ），同時，各個企業的數（shù）控係統及軟件（jiàn）版本各有不同，所開（kāi）發的後處理並不能應用於不同的機（jī）床，但對其（qí）它後處理的開發起（qǐ）到一定的借鑒作用。
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