Unigraphics NX/CAM数控铣编程（二）

chyj0588

　　(5) UG/Variable Axis Milling(UG变轴铣削)
( c3 {/ q0 P  }( F8 f+ S+ Q2 b　　变轴铣削模块支持定轴和多轴铣削功能，可加工UG造型模块中生成的任意几何体，并保持主模型的相关性。该模块提供经多年工程使用验证的3～5轴铣削功能，提供刀轴控制、走刀方式选择和刀具路径生成功能。
; x: g4 b  @! z　　(6) UG/Sequential Milling(UG顺序铣)
+ [& p1 t6 R( `7 x% ?7 o　　UG顺序铣模块可实现如下功能：控制刀具路径生成过程中的每一步骤的情况，支持2～5轴的铣削编程，和UG主模型完全相关，可以自动化的方式获得类似APT直接编程的绝对控制，允许用户交互式一段一段地生成刀具路径，并保持对过程中每一步的控制。它提供的循环功能使用户可以仅定义某个曲面上最内和最外的刀具路径，由该模块自动生成中间的步骤。该模块是UG数控加工模块中如自动清根等功能一样的特有模块，适合于高难度的数控程序编制。
　　(7)高速铣削加工的支持
+ U, t" Y3 m& P+ X7 S" |　　系统提供的等高分层加工应用于高速铣削场合，在转角处以圆角的形式过渡，避免90°急转(高速场合对导轨和电机容易损坏)，同时采用螺旋进退刀，系统还提供环绕等多种方式支持高速加工刀具轨迹的生成策略。
6 y2 y2 S. u# [6 ^, [　　3.刀具轴的导动方式
3 |/ G* i; w# w* b　　空间曲面轴加工涉及的内容比较多，尤其是五轴加工时更明显。进行五轴加工时，涉及加工导动曲面、干涉面、轨迹限制区域、进退刀及刀轴矢量控制等关键技术。四轴五轴加工的关键技术之一是理解刀具轴的矢量(刀具轴的轴线矢量)在空间的变化。刀具轴的矢量变化是通过摆动工作台或主轴的摆动来实现的。对于矢量不发生变化的固定轴铣削场合，一般用三轴铣削即可加工出产品。五轴加工关键就是通过控制刀具轴矢量在空间位置的不断变化或使刀具轴的矢量与机床原始坐标系构成空间某个角度，利用铣刀的侧刃或底刃切削加工来完成。刀具轴的矢量变化控制一般有如图3所示的几种方式。
4 p' ^0 e3 n; ]. Y) @1 }4 C1 C　　4.刀具轨迹的编辑修改
　　该模块可在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并进行图形化修改，具有刀位文件复制、编辑和修改，定义刀具、机床和切削参数数据库等功能(如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等)，可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁等。
2 S$ X3 [! I- |; Y" B' u　　5.加工仿真
　　切削仿真模块UG/Vericut是集成在UG软件中的第三方模块，它采用人机交互方式模拟、检验和显示NC加工程序，是一种方便的验证数控程序的方法。由于省去了试切样件的步骤，可节省机床调试时间，减少刀具磨损和机床清理工作。通过定义被切零件的毛坯形状，调用NC刀位文件数据，就可检验由NC生成的刀具路径的正确性。UG/Vericut可以显示出加工后并着色的零件模型，用户可以容易地检查出不正确的加工情况。作为检验的另一部分，该模块还能计算出加工后零件的体积和毛坯的切除量，因此就容易确定原材料的损失。Vericut提供了许多功能，其中有对毛坯尺寸、位置和方位的完全图形显示，可模拟2～5轴联动的铣削和钻削加工。
　　6.后置处理
　　后置处理最重要的是将CAM软件生成的刀位轨迹转化为适合数控系统加工的NC程序，通过读取刀位文件，根据机床运动结构及控制指令格式，进行坐标运动变换和指令格式转换。通用后置处理程序是在标准的刀位轨迹以及通用的CNC系统的运动配置及控制指令的基础上进行处理。它包含机床坐标运动变换、非线性运动误差校验、进给速度校验、数控程序格式变换及数控程序输出等方面的内容。只有采用正确的后置处理系统才能将刀位轨迹输出为相应数控系统的机床能正确进行加工的数控程序，因此，编制正确的后置处理系统模板是数控编程与加工的前提条件之一。后处理的主要内容包括三个方面的内容。
　　(1)数控系统控制指令的输出
; Q7 f' w' c9 g1 }　　主要包括机床种类及机床配置、机床的定位、插补、主轴、进给、暂停、冷却、刀具补偿、固定循环和程序头尾输出等方面的控制。
　　(2)格式转换
# V7 r( I( G% q% B' a- u$ h* \　　包括数据类型转换与圆整、字符串处理等，主要针对数控系统的输出格式，如单位、输出地址字符等方面的控制。
5 S/ \) B) A" g+ _* S0 y/ Q$ Y　　(3)算法处理
　　主要针对多坐标加工时的坐标变换、跨象限处理和进给速度控制等。
0 ?3 B8 v# s( S9 w+ i0 |, G. G. \　　UG/Post Execute和UG/Post Builder共组成了UG加工模块的后置处理。UG的加工后置处理模块使用户可方便地建立自己的加工后置处理程序。该模块适用于目前世界上几乎所有主流NC机床和加工中心，多年的应用实践中已被证明适用于2～5轴或更多轴的铣削加工，2～4轴的车削加工和电火花线切割。UG/Nurbs Path Generator样条轨迹生成器模块允许在UG软件中直接生成基于Nurbs样条的刀具轨迹数据，使得生成的轨迹拥有更高的精度和光洁度，而加工程序量比标准格式减少30%～50%，实际加工时间则因为避免了机床控制器的等待时间而大幅度缩短。该模块是希望使用具有样条插值功能的高速铣床(FANUC或SIEMENS)用户必备工具。利用UG/Post Builder进行后处理的新建、编辑和修改时，生成三个文件：机床控制系统的功能和格式的定义文件*.def，用Tcl语言编写控制机床运动事件处理文件*.tcl和利用PostBuilder编辑器设置所有数据信息的参数文件*.pui。后置处理程序将CAM系统通过机床的CNC系统与机床数控加工紧密结合起来。
　　7.切削参数库设计
" v# P# z! V$ i/ C3 [　　使用系统库可以得到机床、刀具及其材料、零件材料、切削工艺方法、主轴转速及进给速度的数据，定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库，使粗加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺，提供储存刀具及切削参数和标准刀具指令数据库。用户通过修改库中的数据，使其满足本企业的需要。
　　8. CAM二次开发功能接口
8 W$ a* Z; a5 [5 ~) U3 z9 `! p! L% e　　使用系统提供了二次开发接口，用户可以C语言，利用VisualC++为集成开发环境，开发专业的数控编程功能程序，以进一步提高编程的效率和简化操作。其提供的C语言头函数位于UG OPEN目录下，包括Uf_cam.h、Uf_camgeom.h、Uf_cam_planes.h等头文件。下面位几个重要头文件的主要内容。
3 g) `: o! w9 W/ E3 A6 q5 f　　(1)Uf_cam.h
. S% J& u, Q& M0 T+ X　　主要定义系统加工的一些信息，如枚举、结构体和系统起动入口设置，对用户应用程序完成初始化设置加载应用程序，访问系统机床、刀具、加工对象等数据库的方法函数。
　　(2)Uf_cam_planes.h
　　定义系统编程加工涉及的平面数据信息，如定义、编辑、访问平面的原点和法线，设置和访问平面的状态信息等内容的属性方法等。
　　(3)Uf_cambnd.h
/ q2 ]0 [2 w. U　　用于定义设置、获取边界信息。
. _8 m: v* V% Q　　(4)Uf_camgeom.h
; T/ h; h1 s" G: i' \　　包含用于定义设置和获取NC加工的几何对象的属性和方法。
　　三、UnigrahpicsNX/CAM数控编程流程
　　Unigraphics NX/CAM用于产品零件的数控加工，其流程一般如下。
　　首先是调用产品零件加载毛坯，调用系统的模板或用户自定义的模板；然后分别创建加工的程式，定义工序加工的对象，设计刀具，定义加工的方式并生成该相应的加工程式；用户依据加工程式的内容，如加工对象的具体内容、刀具的导动方式、切削步距、主轴转速、进给量、切削角度、进退刀点、干涉面及安全平面等详细内容来确立刀具轨迹的生成方式；仿真加工后对刀具轨迹进行相应的编辑修改、拷贝等；待所有的刀具轨迹设计合格后，进行后处理生成相应数控系统的加工代码进行DNC传输与数控加工。Unigraphics NX/CAM系统提供了多种加工对象的定义方式，刀具轴的导动方式和刀具轨迹的多样化设计。
文章关键词：