UG NX8.0实例：卧式镗床后处理设计实战

摘要：本文针对应用FANUC数控系统的卧式镗床，介绍了 UG NX8.0后处理构造器Post Builder编制后处理程序的方法和过程，实现卧式镗床在旋转B轴加工大型工件时，应用此后处理生成的数控程序无需任何手动修改，避免手动编程和修改程序时出现差错，同时提高编程效率和产品一次通过率。

随着经济技术的不断发展，机械制造行业的成本压力越来越大，由此对机械加工效率的要求越来越高。对于单件小批量型制造企业，尤其是大型或超大型专用工程机械生产企业，提高一次成品率是企业的生存关键。同时数控机床技术应用越来越普遍，在实际生产中，加工制造复杂程度高和难度大的零件产品时，越来越多的依赖CAD/CAM软件来完成数控程序的编制。然而不同的机床结构及数控系统又会对程序格式有不同的要求。因此，必须开发针对不同机床的后处理程序。本文以UG NX8.0后处理模块Post Builder为基础，研究开发应用FANUC数控系统的卧式镗床专用后处理程序。

1. 卧式镗床后处理制作

1）卧式镗床的结构特征：充分了解机床的结构特点和数控系统是编制后处理的基础。本文研究的数控卧式镗床的控制系统为FANUC数控系统。机床结构有X轴、Y轴和Z轴，还有工作台旋转轴B轴，同时在Z轴方向上，有主轴运动Z轴和工作台运动W轴。

2）后处理开发制作：启动UG NX/Post Builder后处理构造器， 新建一个后处理文件并命名，图1所示为新建后处理文件设置， 根据机床结构设置相应参数。输出单位Post OutputUnit选择millimeters，机床类型Machine Tool选择铣床Mill，控制系统Controller在Library中选在FANUC-Fanuc_30i，点击确定OK。

3）设置机床行程参数和旋转轴： 在通用参数窗口中，设置机床行程参数， X 轴行程3 000mm，Y轴行程 2 500mm，Z轴行程1 000mm。第4轴参数窗口中，旋转平面为ZX，旋转轴为B轴。图2所示为机床结构示意图。

4）编程和刀具路径的设置：此步骤是后处理的关键，关系到输出的数控程序是否正确，程序结构是否清晰、方便阅读，编程者使用时是否灵活。此步骤共包含五项内容：程序头编制、操作头编制、刀轨迹编制、操作结尾编制及程序结尾编制。

程序头的编制。不同数控系统对于程序头有不同的定义，。为了便于程序阅读，在此之后增加相应的注释内容，包括零件号、程序版本号、程序名称、机床类型、编程者和编程日期。图3所示为程序头设置。程序名和注释内容在同一PB_CMD_start中进行编写，内容如下。

MOM_output_literal “$mom_output_file_basename”

MOM_output_literal “( PARTNUMBER = $part_name )”

MOM_output_literal “( REVISION= )”

MOM_ o u t p u t _ l i t e r a l “ (PROGRAM# = O$mom_output_file_basename )”

MOM_output_literal “( MACH =HBM_FANUC )”

MOM_ o u t p u t _ l i t e r a l “ (PROGRAMMER = $mom_logname )”

MOM_output_literal “( CREATED= $mom_date )”

图1 新建后处理文件设置

图2 4轴后处理机床结构示意图

图3 程序头设置

操作头的编制。此序列定义从操作开始到第一个切削运动之间的事件，包括自动换刀等，图4所示为操作过程设置。

为保证操作者在加工时不会用错刀具，故在操作头中添加刀具信息，MOM_output_literal“($mom_t o o l_name)”， 并初始化数控系统各模态功能，G00 G17 G21 G40 G80 G90 G95G49，自动换刀功能 M06 T 。

在 初 始 化 运 动 中 ， 需 要 定义坐标系，MOM_output_literal“G54.1 P$mom_fixture_offset_value”。

由于镗床在Z 轴方向有Z 和W两个移动轴， 需要进行相应计算， 以下代码确定主轴伸长量，MOM_output_literal “G200Z$mom_fixed_axis_position”，其中G200为机床自定义代码，Z值表示主轴伸出长度，此值需要编程者加工工件的特征来确定。

因此，不同操作时此值不相同，为满足功能，需要在机床控制功能中增加对话窗口，自定义输入值，图5所示为主轴伸长量设置。

最后还需要完成刀具长度的自动补偿等功能MOM_force once G43Z H。

5）机床控制设置：该功能控制切削液、主轴启停、操作信息、主轴伸出长度设置、B轴加紧和放松。

图4 操作过程设置

图5 主轴伸长量设置

图6 固定循环设置

图7 程序结尾设置

Spindle RPM S M03    主轴正转

Collant on M07/M08    主轴内外冷却

Operation Message    操作信息

M13/M14    B轴加紧和放松

Fixed_axis    主轴伸出长度设置

6）运动设置和孔循环设置：运动轨迹包括直线运动轨迹和圆弧运动轨迹， 孔循环包括G81、G82、G83 、G84、G85、G86 、G87、G88、G89、G73及G76D等固定循环。在创建后处理时，这两项直接应用自动生成的设置即可，无需作进一步设置。

7）操作结尾的编制： 此功能需要编制的动作有主轴缩回， 主轴停止转动， 切削液停止，刀具长度补偿取消，B轴加紧释放。

MOM_output_literal “G200”

MOM_output_literal “M09”

MOM_output_literal “G00 G49 D0H0 M05”

MOM_output_literal “M14”

8）程序结尾的编制： 此功能中，首先关闭序列号，输出程序结尾代码M30，最后输出程序结束符%。图7所示为程序结尾设置。

2. 程序验证

应用此后处理程序，对在卧式镗床上，通过旋转B轴加工的大型零件各个面编制的程序进行处理，可以生成如下数控程序，通过机床试切，无需任何手动修改，即可满足机床的要求。

%

O1234

(PART NUMBER = 1234)

( REVISION = A)

( PROGRAM# = O1234)

( MACH = HBM-GL_FANUC )

( PROGRAMMER = ABC )

(CREATED = Mon Apr 04 2016 )

(************************)

(FACE_MILL_D80)

(************************)

N5 G00 G17 G21 G40 G80 G90 G95G49

N10 M06 T080

N15 (FINISH MILL SURFACE )

N20 G54.1 P3

N25 G00 B270.

N30 M13

N35 G00 X-171.771 Y121.76

N40 G200 Z250

N45 G00 G43 H80 W300.

N50 M08

N55 M03 S380

N60 W3.

N65 G01 G94 W0.0 F250.

N70 Y-138.24

N75 Y-191.05

N80 X-169.55 Y-453.392

N85 Y-509.59

N90 Y-599.59

N95 G00 W300.

N100 G00 W500

N105 G200

N110 M09

N115 G00 G49 D0 H0 M05

N120 M14

N125 M1

M30

%

3. 结语

本文以应用FANUC控制系统的卧式镗床为例，介绍UG NX8.0后处理器Post Builder的后处理程序的编制方法和过程，使得UG编制的数控程序无需任何修改，即可直接下放机床使用，避免手工修改出现差错，同时又能提高编程效率。

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