基於UG/NX10.0的數控車（chē）床後置處理的研究（jiū）
2020-6-2 來源： 濱州渤海活塞公司 濱州盟威戴卡輪轂 作者：許海軍 張沛（pèi）霞 徐敏 張（zhāng）厚茂 張新文
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（suàn）進行手工編程即（jí）可，但對於複雜的回轉零部件，由於點位較多，需要單個點分（fèn）別（bié）輸（shū）入進行程序編製，工作量較大，嚴（yán）重影響生產效率。因此通過對UG/NX10.0軟件（jiàn）後處理功能的探索，利用UG/Post Build 功能, 針（zhēn）對（duì）配（pèi）置FANUC數控係統的數控車床開發後置（zhì）處理器，使得（dé）所生（shēng）成的程序代碼（mǎ）能夠直接應用於數（shù）控車床。
關鍵詞：數控車床；UG/Post Build；FANUC數控係統；後置處理器
1 、引言
後置處理（Post Processing）是數控加（jiā）工自動編程中需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（zuò）為（wéi）CAD/CAM係（xì）統與機械製造連接的紐帶，後置處理的主要任務是根（gēn）據具體機床運動結構和控製指令（lìng）格式，將前置處理計算的刀位數據變換成機床各軸的運動數據（jù），並按（àn）其控製（zhì）指令格式進行轉換，成為數控機床的（de）加工程序。因此（cǐ），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頸（jǐng）、提（tí）高編程效率和加工的可靠性有著重要意義（yì）。為（wéi）提高自動編程效率，充（chōng）分發揮數控（kòng）車床（chuáng）的優勢，本文通過 UG/Post Build 功能，針對配置 FANUC 數（shù）控係統的數控車床開發了（le）專用後置處理程序，並通過（guò）產品加工驗證了（le）該後置處理的正確性。
2、 數控車床主要（yào）參數
機床：FT450；數（shù）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（shù）控係統輔助功（gōng）能的（de）應用
一個完整的數控加工程序由開始符、程（chéng）序名、程序加工指令、結束符等組成。常用的指令有：G 功能（準（zhǔn）備功能（néng））、M功能（輔助功（gōng）能）、F功能（進給功能）、S功能（主軸旋轉功能（néng））、T功能（刀補功能）等指令。G功能（準備（bèi）功能）：使機床和數控係統之間建立起某種（zhǒng）加工方式的指（zhǐ）令，分為模態代碼和非模態代碼。M 功能（輔助功（gōng）能）：控製（zhì）機床及其輔助裝置的開、關功能的一種命令，如開、停（tíng）冷卻泵；主（zhǔ）軸正反轉、停轉；程序結束；刀具的更換等功能。本文（wén）中 FT450 數（shù）控車床數控程序常（cháng）用 G 功能、M功能的代（dài）碼及含義（yì）分別如表1、表（biǎo）2所示。
表1 常用G功能代碼及（jí）含義
表2 常用M功能代（dài）碼及含義
4 、加工程序對後置處理（lǐ）的要求
（1）NC程序自動換刀。
（2）每一程序結束後，機床主軸（zhóu）停（tíng）轉（zhuǎn），冷（lěng）卻關閉（bì），Z方（fāng）向回零，便於檢查工件加（jiā）工質量。
（3）在每一程序結尾處增加加工（gōng）時間顯示，便於工時計算。
5 、應用UG/Post Build開發FANUC係統數控車（chē）床後置處理
UG/Post Build 是 UG 提供的一個可視化的編製後置處理程序的工具，應用非常方便（biàn），它有一個非常重要的優點：所見即所得。它使用 UG 內部刀（dāo）軌數據（jù）作為輸入，經後處理後直接（jiē）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數控係統為論述對象創建一個數控車床的後置處理程序，步驟如下：
（1）在電腦左（zuǒ）下（xià）角點擊“開始”按（àn）鈕，在所（suǒ）有程序目錄下，打開 NX\Post Build 後（hòu）置處理（lǐ）程序構造器，如圖1所示。
圖1 後置處理程序構造器界（jiè）麵
（2）新建一個後處（chù）理。在（zài）新建後置處理“Creat New Post Processor”對（duì）話 框 中 ，Post Name 為 FANUC_ 0i _D，輸（shū）出單位“Post Output Unit”設置為米製，機床類型（xíng）選（xuǎn）擇 Lathe（車床），機（jī）床控製係統從Library中（zhōng）選（xuǎn）擇FANUC，如圖2所示（shì），控製係統的選擇非常（cháng）重（chóng）要，一定要（yào）正確選擇所用數控係統。
圖2 新建FANUC_ 0i _D後處理器
（3）單擊“Creat New Post Processor”對話框中的“OK”按鈕，進入用戶編輯（jí）界麵，在“Mchine Tool”屬性頁（yè）的左麵結構窗口中設置和FANUC數控係統相關的參數。設置完成後，點擊“Display Machine Tool”按鈕，係統顯示2-Axis Lathe數控車（chē）床簡圖，如圖（tú）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（de）數據輸入機床參數，如各（gè）軸的極限（xiàn）行程（chéng）、最（zuì）大進給速率等，如圖4所示。
圖（tú）4 機床（chuáng）參數設置
（5）程（chéng）序和刀軌參數設置。定義程序開始程（chéng）序段：此處定義數控車程序開頭部分需要（yào）書寫的程序（xù）段。在 start of program 程序塊裏（lǐ）輸入G40（取消（xiāo）刀具補償），否則會造成一定的安（ān）全隱患，M06實現自動換刀功能，創建過（guò）程（chéng）如圖5所示。
圖5 開始程序段的（de）創建
（6）定義數控程序加工過程程（chéng）序段。程（chéng）序加工（gōng）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6所示。
圖6 數控程序結束程（chéng）序段
（7）定義數控程序結束程序段。其中包括取消刀（dāo）具補償（M40），關閉切削液（M09），主軸停轉（M05），主軸 Z 方向回原點，以便檢查工件加工質量，如圖7所（suǒ）示（shì）。
圖7 數控程序結束程序段
（8）在程序結尾處增加加（jiā）工（gōng）時間的顯示，以便（biàn）工時計算。
點擊圖 7 中的下拉（lā）列（liè）表，選（xuǎn）擇 Custom Command添加到（dào）%後麵（miàn），彈出圖 8 所示對話框。在文本欄（lán）輸入Total_Time，對話（huà）框空白處填寫：
圖8 顯示加工時間程（chéng）序段（duàn）
（9）保存退出，在保存文件夾目錄下生成FANUC_0i _D_post.cdl，FANUC_ 0i _D.pui，FANUC_0i _D.tcl3個文件源代碼，圖9所示為生成的部分後置處理（lǐ）源代碼（mǎ）。
圖9 部分後置處理源代碼
（10）數控（kòng）車後置處理程序與UG NX10.0的集成。為了在 UG/NX10.0 安裝程序中順利找到新（xīn）創建的機床後置處（chù）理程（chéng）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（dào）Postprocessor文件夾內（nèi）才能生效。
6 、運用UG/NX10.0編寫程序進（jìn）行實驗驗證（zhèng）
應用UG/Post Build開發FANUC數控係統（tǒng）數控車專用（yòng）後（hòu）置處理程序[1]，對複雜外形回轉（zhuǎn）件加工刀軌文件進行後置處理，輸出的（de）數控加（jiā）工程序應用數控車進行加工，驗證了該後（hòu）置處理程（chéng）序的正確性。加工某一零件時（見圖 10），采用單向輪廓切削加工方式，切（qiē）削深（shēn）度恒定，以（yǐ）避免突然變向（xiàng）或深度變（biàn）化影響加工精度，其他的參數按常規參數設置（zhì），加工過程與仿真過程完全一（yī）致，沒有運動幹涉（shè），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（xiào）果
下麵是該零（líng）件進行（háng）後置處理後生成的部分程序代碼：
7 、結（jié）束語
應（yīng）用 UG/Post Build 開發 FANUC_0i_D 數控係統後置處理程序所生成的數控代碼，無需生成 CLS 文件，可以直接生（shēng）成用於數控車床的程序代碼，加工各種複雜回轉零部件，從而極大地提高數控車（chē）床的編程效（xiào）率，同（tóng）時，各個企（qǐ）業的（de）數控係統及軟件版本各有不同，所開發的（de）後處理並不能應用於不同的機（jī）床，但（dàn）對其它後處理的開發起到一定的（de）借鑒作用。
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