随着 cad/cam 技术的迅速发展,ug 软件在制造领域占据了很大市场,但由于市场上数控机床结构和数控系统的多样性,造成了不同机床针对 nc 代码的格式有不相同要求,ug 软件自附的后置处理文件生成的 nc 程序不能*地满足实际生产要求,还需要做大量的修改工作,严重地影响加工效率,为提高自动编程效率,充分发挥自动编程的优势,解决好 ug 软件后置处理文件优化、修改等问题,文章拟在 ug8.5 软件自附后处理文件的基础上进行修改、优化,制定出符合 v8 立式加工中心的后置处理文件,即通过此后置处理文件生成的 nc 程序不需要修改,可以直接上传至 v8 立式加工中心,并通过滤咀排列鼓产品加工验证了该后置处理文件的正确性。
1 四轴机床结构和程序格式特点分析及问题提出
1.1 v8 加工中心结构特点及相关参数
v8 为立式加工中心,配置 fanuc 数控系统, 采用三轴直线机床加第四轴数控回转台的形式,第四轴数控回转轴为 a 轴,x 轴、y 轴、z 轴的工作行程分别为850mm、500mm、500mm;回转轴 a 轴的行程为 9999.999°~99999.999°;机床的工作台面大小尺寸为 950mm×500mm;主轴大转速 8000r/min;功率 7.5kw,刀库容量 16把刀。
机床的结构及各运动轴的行程参数,是后处理内容的核心,因为在优化 ug8.5 后置处理文件时,需要把机床的 x 轴、y 轴、z 轴、a 轴的相关参数进行设置,控制系统是决定了 nc 程序结构(程序头、程序尾)及程序中 g 代码、m 代码的格式。因此,在进行机床后处理文件构建之前,必须充分了解机床的结构参数和控制系统,才能保证运行后处理出来的 nc 程序能满足机床安全性及系统兼容性的要求。
1.2 v8 加工中心程序格式要求及特点
①v8 机床nc 程序格式包括程序名、程序头、取消上一次加工的循环指令、刀具半径补偿、长度补偿、坐标系代码、回参考点指令、换刀指令、加工过程代码、切削循环代码和程序结尾等部分组成,fanuc 数控系统的程序名以%开头,程序名为以 o 开头后面带 4 位整数,如o1234。②四轴功能:手动或手轮方式下控制第四轴旋转, 在自动和 mdi 的方式下,用程序控制第四轴旋转,m10、m11 指令控制旋转控制台的夹紧与放松,并且旋转台松开的状态下才能旋转,即在 nc 程序中 a 角度前要有 m11 出现,对工件夹紧了才可以加工,a 角度后要有 m10 出现。③一个nc 程序里面只允许出现一个坐标系。④换刀返回参考点时,返回第二参考点即 g30 z0,g30 x0,y0。⑤机床在攻螺纹时时需要刚性攻丝,否则会出现乱牙(即螺纹的起始位置不一致),需要在 g84 攻丝代码前有 m29 指令+攻丝时的主轴转速。
1.3 问题的提出
针对 v8 机床,需要根据机床数控系统、机床特点、加工操作者习惯等方面对 ug/post builder 8.5 软件配置的后置处理文件进行优化修改,8.5 软件配置的后置处理文件不能满足 v8 机床的 nc 代码格式需求。例如:第一,v8 机床需要有程序头和程序尾,但 ug/post builder8.5 配置处理文件处理出来的 nc 程序有相应的程序头和程序尾,如图 1 所示,但不符合 v8 加工中心的 nc 程序格式要求。第二,v8 机床在自动和 mdi 的方式下,用程序控制第四轴旋转时,m10、m11指令控制旋转控制台的夹紧与放松,并且旋转台在松开的状态下才能旋转,如果没有出现 m11、m10 指令机床就会报警,停止运行。但 ug/post builder8.5 配置处理文件处理出来的 nc 程序没有 m11、m10 指令,不能满足 v8加工中心的实际加工需求。第三,v8 机床的自动换刀返回参考点是第二参考点,即 g30 z0,g30 x0,
y0,而 ug/post builder8.5 配置处理文件处理出来的 nc 程序是自动换刀返回参考点是第一参考点,即 g28 z0, g28 x0,y0,也不能满足 v8 加工中心的实际加工需求。第四,v8 机床在攻螺纹时需要刚性攻丝,即需要在 g84 攻丝指令前面有 m29+攻丝时的主轴转速,但ug/post builder8.5 配置处理文件处理出来的 nc 程序没有 m29+攻丝时的主轴转速,它不能满足 v8 加工中心的实际加工。因此,有必要对 v8 机床开发的后置处理文件,以满足教学及工厂实际生产加工需求,充分发挥 ug8.5 软件 cam 模块的效能,从而提高生产效益。
笔者经过大量的探索尝试,对 ug/post builder8.5 配置的后处理文件作一些修改、优化,使其后置出来的 nc 程序不需要修改,直接可以在 v8 加工中心上运行。下面是笔者结合现有 v8 加工中心,对 ug/postbuilder8.5 配置处理文件所做的修改、优化的情况,并以图2 所示的滤咀排列鼓零件编程加工为实例进行验证 ug8.5软件后置处理文件的准确性。
2 问题解决方案
2.1 程序头、程序尾及四轴机床参数设置解决方案
v8 加工中心在程序头需要有%和程序名,需要出现公制代码 g21、平面选择代码 g17、取消上一次加工的刀具半径补偿代码 g40、刀具长度补偿代码 g49、取消上一次循环加工的代码g80 和值编程代码 g90,旋转轴是 a 轴,程序尾有 m30 代码,v8 加工中心的自动换刀返回参考点是第二参考点,即 g30 z0,g30 x0,y0,而 ug/post builder8.5 配置后处理文件出来的是返回参考点是第一参考点,即 g28 z0,g28 x0,y0。由图 1 可知, ug/post builder8.5 配置的后处理文件处理出来 nc 程序不能满足v8 加工中心的实际加工需求。
解决上述问题的方案,打开 ug/post builder8.5 配置的后处理文件,在机床的一般参数界面输入 x 线性轴行程限制方框里输入 850,y 线性轴行程限制方框里输入500,z 线性轴行程限制方框里输入 500,第四轴的界面选择旋转平面为 yz 平面,文字指引线为 a[1-5]。程序头的设置如图 3 所示,自动换刀的设置如图 4 所示。单段程序结束设置如图 5 所示[6],程序尾的设置如图 6 所示。