基於UG/NX10.0的數（shù）控車床後置處理的研究
2020-6-2 來源： 濱（bīn）州渤海活塞公司 濱（bīn）州盟威戴卡輪轂 作者：許海軍 張沛（pèi）霞 徐敏 張厚（hòu）茂 張新文（wén）
摘要：數控車床主要用於加工回轉零部件，對於簡單的回轉工件，可以通過人工進行點位計（jì）算進行手工編程即可，但對於複（fù）雜（zá）的回轉零部件，由於點位較多，需（xū）要單個點分別輸（shū）入進行程序編（biān）製，工作量較大，嚴重影響生（shēng）產效率。因此通（tōng）過對UG/NX10.0軟件後處（chù）理功能的探索，利用UG/Post Build 功能, 針對配置FANUC數控係統的（de）數控車床開發後置（zhì）處理器，使得所生成的程（chéng）序代碼（mǎ）能夠直（zhí）接應用（yòng）於數控（kòng）車床（chuáng）。
關鍵詞：數控車床；UG/Post Build；FANUC數控係統；後（hòu）置處理器
1 、引言
後置處理（Post Processing）是數控加工自動編程中需（xū）要考慮的一個重要問題，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（hòu）置（zhì）處理的主要任務是（shì）根據具體機床（chuáng）運動結構和控製指令格式，將前置處理計算的刀（dāo）位數據變換成機床各（gè）軸的運動數據（jù），並按（àn）其（qí）控製（zhì）指（zhǐ）令格式進行轉換，成為數控機（jī）床的加工（gōng）程序。因此，配置和開發有（yǒu）效的後置處理程（chéng）序對解決從設計到製（zhì）造過程存在的瓶頸、提高編程效（xiào）率和加工的可（kě）靠性（xìng）有著重要意義。為提（tí）高自動編程效率，充分發揮數控車床的優勢，本文通過 UG/Post Build 功能，針對配置 FANUC 數控係統的數（shù）控車床開發（fā）了專用後置處理程序，並通過產品加工驗證（zhèng）了該後置處理的正確性。
2、 數（shù）控（kòng）車床主要參數
機床：FT450；數控係統：FANUC_ 0i _D；工作行程：x軸為450mm、Z軸為500mm，刀庫容量8把。
3、 FANUC_ 0i _D 數控係（xì）統輔助功能（néng）的應用
一個完整的數控加工程序由開（kāi）始符、程（chéng）序（xù）名、程序加工指令、結束符（fú）等組成。常用的指令有：G 功能（準備功能）、M功能（輔助功能）、F功（gōng）能（進給功能）、S功能（主軸旋轉功能）、T功能（刀補功能）等指令。G功能（néng）（準備功能）：使機床和數控係統之間建立起某種加工方式的指令，分為模（mó）態代碼和非（fēi）模態代碼。M 功能（輔助（zhù）功能）：控製機床及其輔助裝置的開、關功能的一種命令，如（rú）開、停冷卻泵；主軸正反轉、停轉；程序結束；刀具的更換等功能。本文中 FT450 數控車床數控程序常用 G 功能、M功能的代碼及含（hán）義分（fèn）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功能代碼及含義
4 、加工程（chéng）序對後置處理的要求（qiú）
（1）NC程序自動換（huàn）刀。
（2）每一程（chéng）序結束後，機床主軸停（tíng）轉，冷卻關閉，Z方向回零，便於檢（jiǎn）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（biàn）於工時計算。
5 、應用UG/Post Build開發FANUC係統數控車床後置處理
UG/Post Build 是 UG 提供的一個可視（shì）化的編製後置處理程（chéng）序的工具，應用非常方便，它有一個非常重要的優點：所見即所得（dé）。它使用（yòng） UG 內部刀（dāo）軌數據作為輸入，經後處理後（hòu）直接將刀具軌跡轉換成機床能夠識別的NC代碼，不用再輸出CLS文件[1]。本文主要以FANUC數控係（xì）統為論述對象創建（jiàn）一個數控車（chē）床（chuáng）的後置處理程序，步驟如下：
（1）在電腦（nǎo）左下角點（diǎn）擊“開始”按鈕，在所有程序目錄下（xià），打開 NX\Post Build 後置處理程序（xù）構造器，如圖1所示。
圖1 後（hòu）置處理程序構造器（qì）界麵
（2）新建一個（gè）後處理（lǐ）。在新建後置處理（lǐ）“Creat New Post Processor”對話 框 中 ，Post Name 為 FANUC_ 0i _D，輸出單位（wèi）“Post Output Unit”設置為米（mǐ）製，機床（chuáng）類型選擇 Lathe（車床），機（jī）床控製係統從Library中選（xuǎn）擇FANUC，如圖2所示，控製係統的選擇非常重要，一定要正確選擇所用（yòng）數控係統。
圖2 新建FANUC_ 0i _D後處理器
（3）單擊“Creat New Post Processor”對話框（kuàng）中的“OK”按鈕（niǔ），進入用戶編輯界麵，在“Mchine Tool”屬性頁的左麵結（jié）構窗口中設置和FANUC數（shù）控係統相關的（de）參數。設置完成後，點擊（jī）“Display Machine Tool”按鈕，係統（tǒng）顯示2-Axis Lathe數控車床簡圖，如圖3所示。
圖3 2-Axis Lathe數控車床簡圖
（4）機床參數設置。床自身的數據輸入機床參數，如各軸的極限行程、最大進給速率等，如圖4所示。
圖4 機床參（cān）數設置
（5）程序和刀軌參數設置。定義程序開始程序段：此處定義數（shù）控車程序開頭（tóu）部分需要書寫的程序段。在（zài） start of program 程序塊裏輸入G40（取消刀具補償），否（fǒu）則（zé）會造成一定的安全隱患，M06實現自動換刀功能（néng），創建（jiàn）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（chéng）序段。程序加（jiā）工過程中常用到的直線插補（bǔ） G01，圓弧插補G02\G03等，不再贅述，如圖6所示。
圖6 數控程序結束程序段
（7）定義數控程序結束（shù）程序段。其（qí）中包括取消刀（dāo）具（jù）補償（M40），關閉切削液（M09），主軸停轉（M05），主軸 Z 方向回原點，以便檢查工件加工質量，如圖7所示。
圖7 數控程序結束程序段
（8）在程序結尾處增加加工時間的顯示，以便工（gōng）時計算。
點擊圖 7 中的下拉列表，選擇 Custom Command添加到%後麵，彈出圖 8 所（suǒ）示對話（huà）框。在文本欄輸入（rù）Total_Time，對話框空白處填寫：
圖8 顯示加工時間程序段
（9）保存退（tuì）出，在保存文件夾目錄下生成（chéng）FANUC_0i _D_post.cdl，FANUC_ 0i _D.pui，FANUC_0i _D.tcl3個文（wén）件源（yuán）代（dài）碼，圖9所（suǒ）示為生成的部分後置處理源代碼。
圖9 部分後置處（chù）理源代碼（mǎ）
（10）數控車後置處理程序與UG NX10.0的集成。為了在 UG/NX10.0 安裝（zhuāng）程序中順利找到新（xīn）創建的機床後置處（chù）理程序，便於加工程（chéng）序的生成，必須把（bǎ）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文件夾內才（cái）能生效。
6 、運用（yòng）UG/NX10.0編寫程序進行實驗驗（yàn）證
應（yīng）用UG/Post Build開發（fā）FANUC數控係統數控車專用後置處理程序[1]，對複雜外形回轉（zhuǎn）件加工刀軌文件進（jìn）行後置處理，輸出的數控加工程序應用數控車進（jìn）行加工，驗證了該後置處理程序的正確（què）性。加工某一零件（jiàn）時（見圖 10），采用單向輪廓切削加工（gōng）方式，切削深度恒定，以避免突然變向（xiàng）或（huò）深度變化影響加工精度，其他（tā）的（de）參數按常規（guī）參數設置，加工過程（chéng）與仿真（zhēn）過程完全一（yī）致，沒有運動幹涉，加工的零件經過檢驗（yàn）後其尺寸精度等滿足工程要求。
圖10 計算機演示加工效果
下麵是該零件進行後置處理後生成的（de）部分（fèn）程序（xù）代碼：
7 、結束語
應用 UG/Post Build 開發（fā） FANUC_0i_D 數控係統後置處理（lǐ）程序所生成（chéng）的數控代碼，無需生成 CLS 文件，可以直接生成用於數控（kòng）車床的程序代碼，加工各種複（fù）雜回轉零部件，從而極（jí）大地（dì）提高數控車床的編程效率，同時，各個企業的（de）數控係統（tǒng）及軟件版本各有不同，所開發的後處理並不（bú）能應用（yòng）於不同的（de）機床，但對其它後處理的開發起到一定的借鑒作用。
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