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隨著 CAD/CAM 技術(shù)的迅速發(fā)展,UG 軟件在制造領(lǐng)域占據(jù)了很大市場,但由于市場上數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)的多樣性,造成了不同機(jī)床針對 NC 代碼的格式有不相同要求,UG 軟件自附的后置處理文件生成的 NC 程序不能地滿足實際生產(chǎn)要求,還需要做大量的修改工作,嚴(yán)重地影響加工效率,為提高自動編程效率,充分發(fā)揮自動編程的優(yōu)勢,解決好 UG 軟件后置處理文件優(yōu)化、修改等問題,文章擬在 UG8.5 軟件自附后處理文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改、優(yōu)化,制定出符合 V8 立式加工中心的后置處理文件,即通過此后置處理文件生成的 NC 程序不需要修改,可以直接上傳至 V8 立式加工中心,并通過濾咀排列鼓產(chǎn)品加工驗證了該后置處理文件的正確性。
1 四軸機(jī)床結(jié)構(gòu)和程序格式特點分析及問題提出
1.1 V8 加工中心結(jié)構(gòu)特點及相關(guān)參數(shù)
V8 為立式加工中心,配置 FANUC 數(shù)控系統(tǒng), 采用三軸直線機(jī)床加第四軸數(shù)控回轉(zhuǎn)臺的形式,第四軸數(shù)控回轉(zhuǎn)軸為 A 軸,X 軸、Y 軸、Z 軸的工作行程分別為850mm、500mm、500mm;回轉(zhuǎn)軸 A 軸的行程為 9999.999°~99999.999°;機(jī)床的工作臺面大小尺寸為 950mm×500mm;主軸轉(zhuǎn)速 8000r/min;功率 7.5kW,刀庫容量 16把刀。
機(jī)床的結(jié)構(gòu)及各運動軸的行程參數(shù),是后處理內(nèi)容的核心,因為在優(yōu)化 UG8.5 后置處理文件時,需要把機(jī)床的 X 軸、Y 軸、Z 軸、A 軸的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,控制系統(tǒng)是決定了 NC 程序結(jié)構(gòu)(程序頭、程序尾)及程序中 G 代碼、M 代碼的格式。因此,在進(jìn)行機(jī)床后處理文件構(gòu)建之前,必須充分了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)參數(shù)和控制系統(tǒng),才能保證運行后處理出來的 NC 程序能滿足機(jī)床安全性及系統(tǒng)兼容性的要求。
1.2 V8 加工中心程序格式要求及特點
①V8 機(jī)床NC 程序格式包括程序名、程序頭、取消上一次加工的循環(huán)指令、刀具半徑補償、長度補償、坐標(biāo)系代碼、回參考點指令、換刀指令、加工過程代碼、切削循環(huán)代碼和程序結(jié)尾等部分組成,F(xiàn)ANUC 數(shù)控系統(tǒng)的程序名以%開頭,程序名為以 o 開頭后面帶 4 位整數(shù),如o1234。②四軸功能:手動或手輪方式下控制第四軸旋轉(zhuǎn), 在自動和 MDI 的方式下,用程序控制第四軸旋轉(zhuǎn),M10、M11 指令控制旋轉(zhuǎn)控制臺的夾緊與放松,并且旋轉(zhuǎn)臺松開的狀態(tài)下才能旋轉(zhuǎn),即在 NC 程序中 A 角度前要有 M11 出現(xiàn),對工件夾緊了才可以加工,A 角度后要有 M10 出現(xiàn)。③一個NC 程序里面只允許出現(xiàn)一個坐標(biāo)系。④換刀返回參考點時,返回第二參考點即 G30 Z0,G30 X0,Y0。⑤機(jī)床在攻螺紋時時需要剛性攻絲,否則會出現(xiàn)亂牙(即螺紋的起始位置不一致),需要在 G84 攻絲代碼前有 M29 指令+攻絲時的主軸轉(zhuǎn)速。
1.3 問題的提出
針對 V8 機(jī)床,需要根據(jù)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)床特點、加工操作者習(xí)慣等方面對 UG/Post Builder 8.5 軟件配置的后置處理文件進(jìn)行優(yōu)化修改,8.5 軟件配置的后置處理文件不能滿足 V8 機(jī)床的 NC 代碼格式需求。例如:,V8 機(jī)床需要有程序頭和程序尾,但 UG/Post Builder8.5 配置處理文件處理出來的 NC 程序有相應(yīng)的程序頭和程序尾,如圖 1 所示,但不符合 V8 加工中心的 NC 程序格式要求。第二,V8 機(jī)床在自動和 MDI 的方式下,用程序控制第四軸旋轉(zhuǎn)時,M10、M11指令控制旋轉(zhuǎn)控制臺的夾緊與放松,并且旋轉(zhuǎn)臺在松開的狀態(tài)下才能旋轉(zhuǎn),如果沒有出現(xiàn) M11、M10 指令機(jī)床就會報警,停止運行。但 UG/Post Builder8.5 配置處理文件處理出來的 NC 程序沒有 M11、M10 指令,不能滿足 V8加工中心的實際加工需求。第三,V8 機(jī)床的自動換刀返回參考點是第二參考點,即 G30 Z0,G30 X0,
Y0,而 UG/Post Builder8.5 配置處理文件處理出來的 NC 程序是自動換刀返回參考點是參考點,即 G28 Z0, G28 X0,Y0,也不能滿足 V8 加工中心的實際加工需求。第四,V8 機(jī)床在攻螺紋時需要剛性攻絲,即需要在 G84 攻絲指令前面有 M29+攻絲時的主軸轉(zhuǎn)速,但UG/Post Builder8.5 配置處理文件處理出來的 NC 程序沒有 M29+攻絲時的主軸轉(zhuǎn)速,它不能滿足 V8 加工中心的實際加工。因此,有必要對 V8 機(jī)床開發(fā)專用的后置處理文件,以滿足教學(xué)及工廠實際生產(chǎn)加工需求,充分發(fā)揮 UG8.5 軟件 CAM 模塊的效能,從而提高生產(chǎn)效益。
筆者經(jīng)過大量的探索嘗試,對 UG/Post Builder8.5 配置的后處理文件作一些修改、優(yōu)化,使其后置出來的 NC 程序不需要修改,直接可以在 V8 加工中心上運行。下面是筆者結(jié)合現(xiàn)有 V8 加工中心,對 UG/PostBuilder8.5 配置處理文件所做的修改、優(yōu)化的情況,并以圖2 所示的濾咀排列鼓零件編程加工為實例進(jìn)行驗證 UG8.5軟件后置處理文件的準(zhǔn)確性。
2 問題解決方案
2.1 程序頭、程序尾及四軸機(jī)床參數(shù)設(shè)置解決方案
V8 加工中心在程序頭需要有%和程序名,需要出現(xiàn)公制代碼 G21、平面選擇代碼 G17、取消上一次加工的刀具半徑補償代碼 G40、刀具長度補償代碼 G49、取消上一次循環(huán)加工的代碼G80 和值編程代碼 G90,旋轉(zhuǎn)軸是 A 軸,程序尾有 M30 代碼,V8 加工中心的自動換刀返回參考點是第二參考點,即 G30 Z0,G30 X0,Y0,而 UG/Post Builder8.5 配置后處理文件出來的是返回參考點是參考點,即 G28 Z0,G28 X0,Y0。由圖 1 可知, UG/Post Builder8.5 配置的后處理文件處理出來 NC 程序不能滿足V8 加工中心的實際加工需求。
解決上述問題的方案,打開 UG/Post Builder8.5 配置的后處理文件,在機(jī)床的一般參數(shù)界面輸入 X 線性軸行程限制方框里輸入 850,Y 線性軸行程限制方框里輸入500,Z 線性軸行程限制方框里輸入 500,第四軸的界面選擇旋轉(zhuǎn)平面為 YZ 平面,文字指引線為 A[1-5]。程序頭的設(shè)置如圖 3 所示,自動換刀的設(shè)置如圖 4 所示。單段程序結(jié)束設(shè)置如圖 5 所示[6],程序尾的設(shè)置如圖 6 所示。