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V8加工中心用UG8.5的后處理優化

隨著 CAD/CAM 技術的迅速發展，UG 軟件在制造領域占據了很大市場，但由于市場上數控機床結構和數控系統的多樣性，造成了不同機床針對 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 程序不能完全地滿足實際生產要求，還需要做大量的修改工作，嚴重地影響加工效率，為提高自動編程效率，充分發揮自動編程的優勢，解決好 UG 軟件后置處理文件優化、修改等問題，文章擬在 UG8.5 軟件自附后處理文件的基礎上進行修改、優化，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品加工驗證了該后置處理文件的正確性。
1   四軸機床結構和程序格式特點分析及問題提出
1.1   V8 加工中心結構特點及相關參數
V8 為立式加工中心，配置 FANUC 數控系統，采用三軸直線機床加第四軸數控回轉臺的形式，第四軸數控回轉軸為 A 軸，X 軸、Y 軸、Z 軸的工作行程分別為850mm、500mm、500mm；回轉軸 A 軸的行程為 9999.999°～99999.999°；機床的工作臺面大小尺寸為 950mm×500mm；主軸最大轉速 8000r/min；功率 7.5kW，刀庫容量 16把刀。
機床的結構及各運動軸的行程參數，是后處理內容的核心，因為在優化 UG8.5 后置處理文件時，需要把機床的 X 軸、Y 軸、Z 軸、A 軸的相關參數進行設置，控制系統是決定了 NC 程序結構（程序頭、程序尾）及程序中 G 代碼、M 代碼的格式。因此，在進行機床后處理文件構建之前，必須充分了解機床的結構參數和控制系統，才能保證運行后處理出來的 NC 程序能滿足機床安全性及系統兼容性的要求。
1.2   V8 加工中心程序格式要求及特點
①V8 機床NC 程序格式包括程序名、程序頭、取消上一次加工的循環指令、刀具半徑補償、長度補償、坐標系代碼、回參考點指令、換刀指令、加工過程代碼、切削循環代碼和程序結尾等部分組成，FANUC 數控系統的程序名以%開頭，程序名為以 o 開頭后面帶 4 位整數，如o1234。②四軸功能：手動或手輪方式下控制第四軸旋轉，在自動和 MDI 的方式下，用程序控制第四軸旋轉，M10、M11 指令控制旋轉控制臺的夾緊與放松，并且旋轉臺松開的狀態下才能旋轉，即在 NC 程序中 A 角度前要有 M11 出現，對工件夾緊了才可以加工，A 角度后要有 M10 出現。③一個NC 程序里面只允許出現一個坐標系。④換刀返回參考點時，返回第二參考點即 G30 Z0，G30 X0，Y0。⑤機床在攻螺紋時時需要剛性攻絲，否則會出現亂牙（即螺紋的起始位置不一致），需要在 G84 攻絲代碼前有 M29 指令+攻絲時的主軸轉速。
1.3   問題的提出
針對 V8 機床，需要根據機床數控系統、機床特點、加工操作者習慣等方面對 UG/Post Builder 8.5 軟件配置的后置處理文件進行優化修改，8.5 軟件配置的后置處理文件不能滿足 V8 機床的 NC 代碼格式需求。例如：第一，V8 機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 機床在自動和 MDI 的方式下，用程序控制第四軸旋轉時，M10、M11指令控制旋轉控制臺的夾緊與放松，并且旋轉臺在松開的狀態下才能旋轉，如果沒有出現 M11、M10 指令機床就會報警，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第一參考點，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+攻絲時的主軸轉速，它不能滿足 V8 加工中心的實際加工。因此，有必要對 V8 機床開發專用的后置處理文件，以滿足教學及工廠實際生產加工需求，充分發揮 UG8.5 軟件 CAM 模塊的效能，從而提高生產效益。
筆者經過大量的探索嘗試，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。下面是筆者結合現有 V8 加工中心，對 UG/PostBuilder8.5 配置處理文件所做的修改、優化的情況，并以圖2 所示的濾咀排列鼓零件編程加工為實例進行驗證 UG8.5軟件后置處理文件的準確性。
2   問題解決方案
2.1   程序頭、程序尾及四軸機床參數設置解決方案
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、取消上一次循環加工的代碼G80 和絕對值編程代碼 G90，旋轉軸是 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第一參考點，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，在機床的一般參數界面輸入 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平面為 YZ 平面，文字指引線為 A[1-5]。程序頭的設置如圖 3 所示，自動換刀的設置如圖 4 所示。單段程序結束設置如圖 5 所示[6]，程序尾的設置如圖 6 所示。

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筆者經過反復修改與調試，成功地開發出了適合V8 加工中心機床應用的 UG/Post Builder 8.5 后處理文件。通過實踐檢驗，結果表明，通過此后置處理文件后置出來的 NC 程序不需要修改，就可以直接上傳到機床加工，機床沒有出現報警情況，精度滿足要求，從而解決了實際教學和實際生產中的問題，大大縮短了程序的修改及加工時間，提高了生產效率?？梢詾槠髽I和學校節約購置后置處理文件模塊的費用，適合在企業和學校進一步推廣應用.

標簽：加工中心

分類：加工中心

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