V8加工中心用UG8.5的后处理优化

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 程序不能完全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；主轴最大转速 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 机床开发专用的后置处理文件，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 和绝对值编程代码 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。

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笔者经过反复修改与调试，成功地开发出了适合V8 加工中心机床应用的 UG/Post Builder 8.5 后处理文件。通过实践检验，结果表明，通过此后置处理文件后置出来的 NC 程序不需要修改，就可以直接上传到机床加工，机床没有出现报警情况，精度满足要求，从而解决了实际教学和实际生产中的问题，大大缩短了程序的修改及加工时间，提高了生产效率。可以为企业和学校节约购置后置处理文件模块的费用，适合在企业和学校进一步推广应用.

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