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        基于Pro/NC的華中數(shù)控系統(tǒng)后置處理程序設(shè)計

        2010-09-29 12:17:28鄧子林
        制造技術(shù)與機床 2010年9期
        關(guān)鍵詞:處理程序華中后置

        鄧子林

        (永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南永州 425000)

        一個完整的CAM系統(tǒng)包括了主處理程序和后置處理程序兩部分。主處理程序一般生成NC加工刀具運動軌跡文件;而后置處理程序則可根據(jù)數(shù)控機床所配置的數(shù)控系統(tǒng)的要求,將主處理程序輸出的刀具軌跡文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控機床能識別的數(shù)控加工程序代碼。由于數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)在沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同的數(shù)控系統(tǒng)對其NC加工程序代碼的規(guī)定各不相同,因此針對不同的數(shù)控系統(tǒng),CAM系統(tǒng)需要提供不同的后置處理程序。Pro/ENGINEER軟件作為最常用的 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)之一,為用戶配置了大部分國際知名數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序,但對于國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)卻基本上沒有提供。針對這種狀況可以采取兩種方法:一是選擇與國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)較相似的后置處理程序來輸出數(shù)控機床加工代碼,然后對其進(jìn)行修改至完全符合要求;二是用戶自行設(shè)計符合國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)要求的后置處理程序,這樣可以生成不需修改就可直接使用的數(shù)控機床加工代碼。為了充分發(fā)揮國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能以及提高數(shù)控加工的效率,通常采用第二種方法。在此以采用華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)的XK5032數(shù)控銑床為例說明基于Pro/ENGINEER4.0軟件NC環(huán)境下的后置處理程序設(shè)計方法與步驟。

        1 必要的準(zhǔn)備工作

        要創(chuàng)建符合華中數(shù)控系統(tǒng)要求的后置處理程序,首先要能夠詳細(xì)地了解機床數(shù)控系統(tǒng)的各項要求,以便更好地通過后置處理程序控制機床的加工過程。一般來說,在創(chuàng)建后置處理程序之前應(yīng)掌握機床用戶手冊、機床控制和編程手冊中的相關(guān)資料如:各坐標(biāo)軸的行程、各軸進(jìn)給速度、機床定位精度、主軸轉(zhuǎn)速范圍、機床準(zhǔn)備功能代碼和輔助代碼、地址寄存器及其格式、圓弧插補的格式要求等。XK5032數(shù)控銑床及華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)資料如表1及表2所示。

        表1 XK5032數(shù)控銑床主要規(guī)格參數(shù)

        另外,華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)對圓弧編程的要求是:當(dāng)圓弧圓心角小于180°時,圓弧半徑R為正值,否則R為負(fù)值;整圓編程時不可以使用R,只能用I、J、K。

        表2 華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)指令字符一覽表

        2 了解Pro/NC后置處理程序的相關(guān)概念

        (1)選配文件

        選配文件是由“NC后處理器”所創(chuàng)建的文件。后置處理程序在運行期間讀入此文件,并把文件中的字符理解為特定的加工控制信息。這些信息包括機床配置、機床控制的相關(guān)要求及數(shù)控系統(tǒng)的格式、代碼及編程要求等。文件內(nèi)容為ASCII格式的文本文件。

        (2)選配文件的命名規(guī)則

        Pro/ENGINEER4.0的數(shù)控加工機床類型包括了Lathe(車削加工)、Mill(銑削加工)、Wire EDM(線切割加工)、Laser(激光加工)及Punch(沖裁加工)。其中車削加工與銑削加工的選配文件分別為uncl01.pnn與uncx01.pnn,此處pnn中的nn為選配文件在創(chuàng)建時的數(shù)字標(biāo)識,輸入范圍是01~99。

        3 配置后置處理程序設(shè)計環(huán)境

        Pro/NC有兩套不同的后置處理程序。2000i版本以前采用ICAM公司的NCPOST,2000i版本后改用Intercim公司的G_Post。比較而言,G_Post比NCPOST簡單易用,客戶自己修改起來更方便。Pro/NC所使用的后置處理程序可以在配置文件Config.pro里通過參數(shù)ncpost_type進(jìn)行設(shè)置。具體步驟如下:

        (1)打開Pro/ENGINEER4.0軟件,選擇“工具/選項”命令,系統(tǒng)彈出“選項”對話框。

        (2)在“選項”一欄中輸入?yún)?shù) ncpost_type,在“值”一欄中選擇“gpost”。

        (3)單擊“添加/更改”及“應(yīng)用”按鈕,完成后置處理程序設(shè)計環(huán)境的配置。

        4 創(chuàng)建選配文件

        (1)打開Pro/ENGINEER4.0軟件的“制造”模塊,選擇“應(yīng)用程序/NC后處理器”命令,系統(tǒng)自動進(jìn)入選配文件生成器界面。

        (2)選擇“文件/新建”命令,系統(tǒng)啟動定義機床類型對話框,在此選擇“Mill”,點擊“Next”按鈕,給定選配文件的標(biāo)識號,本例將標(biāo)識號定為01。注意不要與已有選配文件標(biāo)識號相同,以免將已存在文件覆蓋。完成后單擊“Next”按鈕進(jìn)入下一步驟。

        (3)選擇以何種方式初始化選配文件,在此有三個選項:!使用缺省的后處理選項;"使用系統(tǒng)提供的缺省選配文件模板;#使用已存在的選配文件為模板。在此我們采用第二個選項,并且選擇第4個FANUC 0M CONTROL作為模板。

        (4)指定選配文件的名稱為:HNC-21M,并單擊“Finish”按鈕,完成選配文件的創(chuàng)建。接下來要對選配文件的每一項參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,從而使其完全符合華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)的要求。

        5 設(shè)置選配文件各項目的參數(shù)

        在選配文件生成器的初始界面,左邊是系統(tǒng)的主菜單,每一項都是要設(shè)置的主項,右邊則為具體的設(shè)置內(nèi)容。由于其內(nèi)容較多,下面說明一些主要的項目:

        (1)Machine Type(機床類型)

        XK5032是沒有回轉(zhuǎn)軸的三坐標(biāo)數(shù)控銑床,因此可選擇“Mills without Rotary Axes”。

        (2)Specs(運動代碼屬性)

        運動代碼屬性是機床的基本參數(shù),可參考表1及表2進(jìn)行設(shè)置。其中Max.Departure選項用于設(shè)定一行代碼中最大的運動距離為99999.999。而Linear Resolution與Rotary Resolution選項用于設(shè)定機床的線性及回轉(zhuǎn)運動精度為0.01。其它選項可使用缺省值。

        (3)Axes(軸)

        此項目用于設(shè)定是否檢查各軸極限位置,如果希望后置處理器在遇到各運動軸的運動超出了規(guī)定的極限值時給出報警信息,則可以選擇第二項:Perform limit checking,并將機床參考點坐標(biāo)值及X、Y、Z軸運動極限值輸入。

        (4)MCD File Format(MCD文件格式)

        在此項目中可指定數(shù)控加工代碼地址寄存器的順序及格式。改變地址寄存器位置的方法是:單擊要更改對象的DESCRIPTION(描述欄),然后用鼠標(biāo)將它拖放到新的位置即可。如果要對其內(nèi)容進(jìn)行編輯,則可單擊其ADDR(地址欄),在彈出的對話框中對其進(jìn)行設(shè)置。此外,由于XK5032數(shù)控銑床不帶刀庫,不具備自動換刀功能,因此可將T功能地址刪除。

        (5)General Address Output(一般地址輸出)

        此項目用于指定地址輸出的格式,一共有3個選項。以輸出X12功能字為例,選擇第一項“Default”時輸出X12.;選擇第二項“Output decimal only if need”時輸出X12;選擇第三項“Output at least one zero”時則輸出X12.0。華中HNC-21M系統(tǒng)可選擇第二項。

        (6)Sequence Numbers(程序段標(biāo)號)

        在此項目中可以指定Maximum Sequence Nbr(最大程序段編號)、Start Sequence Nbr(程序開始段編號)、Sequence Nbr Increment(程序段編號增量)及每隔幾行輸出程序段編號的n值。

        (7)Start/End of Program(程序開始/結(jié)束)

        此項目用于指定數(shù)控加工程序代碼的開始與結(jié)束部分,有多個屬性頁需要定義,屬性頁的多少與第一項General(一般)選擇的參數(shù)有關(guān)。

        ①在General(一般)屬性頁中勾選“DNC format(DNC格式)”、“Program number(程序編號)”、“Output user defined startup blocks(用戶自定義程序開始代碼)”及“Output user defined end of program blocks(用戶自定義程序結(jié)束代碼)”,并將其它選項取消勾選。此時增加了“End Prog”與“Prog#”兩個屬性頁。

        ②在“Default Prep Codes(缺省準(zhǔn)備功能代碼)”屬性頁中指定系統(tǒng)默認(rèn)的公/英制方式、絕對/相對坐標(biāo)方式、進(jìn)給速度方式與圓弧插補的平面四種準(zhǔn)備功能代碼。同時還可指定后置處理程序默認(rèn)使用的單位。

        ③在“Start Prog(程序開始)”屬性頁中先指定用戶自定義的程序開始代碼的行數(shù),然后輸入指定代碼程序代碼。本例給定程序開始代碼的行數(shù)為1,并輸入代碼:G54 G90 G94,則在每次生成數(shù)控加工程序時,其開始部分均為這一段程序。

        ④在“End Prog(程序結(jié)束)”屬性頁中指定程序結(jié)束代碼的行數(shù)為2,并輸入以下兩行代碼:

        G28 G49 G40 M09

        M30

        與上一步驟類似,每次生成數(shù)控加工程序時,其結(jié)束部分均為這兩段程序。

        ⑤在“Prog#(程序編號)”屬性頁中的 Prefix(前綴)欄中輸入符號“%”,其余使用默認(rèn)選項。

        (8)Motion(運動)

        該項目中共有6個子項,最主要的是通過“Circular(圓)”子項中的“General(一般)”屬性修改圓弧插補的格式要求,其它可以選擇系統(tǒng)默認(rèn)的選項。根據(jù)華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)圓弧編程的要求,在“Circle Center Output(圓弧中心輸出)”選項中選擇“Output+R if angle<180;-R when>180;IJK when=360”,同時勾選“XYZ codes modal(XYZ代碼為模態(tài))”。

        (9)Machine Codes(機床加工代碼)

        在機床加工代碼項目中共包括了9個子項,描述了數(shù)控系統(tǒng)主要的機床準(zhǔn)備功能代碼和輔助代碼。在此可根據(jù)華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)定對其一一進(jìn)行修改。主要修改內(nèi)容包括:公/英制準(zhǔn)備代碼G21/G20、每轉(zhuǎn)進(jìn)給準(zhǔn)備代碼G95、取消自動換刀代碼M06等,其余基本上可以采用系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)。

        通過上述操作,基本上完成了華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)選配文件的各參數(shù)的設(shè)置,此時可單擊“File/Save”命令將選配文件保存待用。

        6 后置處理程序的應(yīng)用與修改

        (1)在Pro/NC模塊中完成了刀具運動軌跡文件的創(chuàng)建后,即可進(jìn)行后置處理的操作,選擇“UCX01.P01”后置處理程序,輸入程序編號,即可自動生成數(shù)控加工程序。

        (2)檢查自動生成的數(shù)控加工程序,與華中HNC-21M世紀(jì)星銑削數(shù)控系統(tǒng)的要求進(jìn)行比較,如果有不符合之處,再進(jìn)入Pro/ENGINEER4.0的NC后置處理器對其選配文件進(jìn)行相應(yīng)的修改。

        7 結(jié)語

        后置處理程序是CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過后置處理程序的設(shè)計,我們可以充分利用各種不同數(shù)控系統(tǒng)完成CAM加工,在生產(chǎn)中有著極大的應(yīng)用價值。

        [1]趙德永,劉學(xué)江,王會剛.Pro/ENGINNEER數(shù)控加工[M].北京:清華大學(xué)出版社,2002:147-185.

        [2]孫江宏,劉秀梅.Pro/ENGINNEER2001數(shù)控加工教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003:314-335.

        [3]任東.數(shù)控機床與編程[M].長沙:中南大學(xué)出版社,2008:205-211.

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