利用UG后置处理由MAX-5生成的刀位文件

一、前言

对于直纹面叶轮的5轴铣削加工,熟悉的人都清楚叶轮专用编程软件MAX-5有着明显的优势。该软件加工轨迹的定义方式丰富、刀具选择面广,加工效果非常好。但由于是专用软件,它的后置处理程序是由软件公司根据实际机床结构编写的,不具有通用性和可编辑性。实际的工作中,我们可能会碰到各种不同运动关系和结构的机床,是否可以提取MAX-5生成的刀位文件而通过其他的软件去实现灵活后置呢？如果这样的方式能够实现,将带给我们极大的方便,同时也增强了MAX-5软件的适应性。

UG是一款高端的一体化软件,其CAM功能中的可变轴铣削方式就能够实现多轴加工。同时该软件还有一个很大的好处,它对自身的刀位文件可以灵活地后置,通过用户定义的后置处理程序就可生成实际机床所需的代码文件。由此,我们尝试通过UG软件去后置MAX-5软件生成的刀位文件,并成功地在双旋转工作台5轴机床上得以实现。本文就该方式的具体实现过程介绍如下。

二、UG软件多轴加工后置处理程序的用户自定义

UG软件中的Post-Builder是提供给用户定制后置处理程序的功能模块。该模块如图1所示,不仅可以对程序结构和代码进行定义,同时也可以对机床的运动关系进行定义,这就为我们创造了条件。在这里,考虑多轴加工的后置,我们主要介绍定义机床的运动关系部分,其余的不作叙述。

图1 UG的Post-Builder功能模块

先探讨一下UG软件提供的机床定义功能。如图2所示,在Create New Post Processor界面里,机床的定义包括了所有的5轴运动关系,这里需要定义与实际相符的机床运动关系,在本文中定义为5-Axis with Dual Rotary Tables方式,然后明确其他选项,进入后续的定置。在5—Axis Mill的定义中 ,有General Parameters 、Fourth Axis、Fifth Axis共三个部分需要定义,可参照UG的培训教程,这里不作详述。如图3所示,值得注意的是各旋转轴同机床零点之间的相互几何关系和各旋转轴的旋转角度偏移定义,对于后置处理的正确性影响较大。

图2 UG的机床定义界面

图3 定义机床旋转轴

另外,如图4所示,在我们定义机床运动关系时可以利用Machine Tool Display随时进行显示,并与实际相比较。最后在完成所有的定义后形成最初的后置程序。这个程序通常需要根据实际后置结果进行必要的调整和修改,以满足实际的需要。

图4 UG中的机床仿真

三、用UG后置处理MAX-5刀位文件的具体实现过程

在得到上面最初的后置程序以后,我们就可以开始利用UG 软件为我们服务了。下面按照实现的过程逐步进行介绍,为方便介绍和直观地展现,我们这里只导入了一个叶片的加工轮廓。

1. MAX-5刀位文件的导入

MAX-5所生成的刀位文件是一个标准的APT文本文件,同UG多轴加工的刀位文件相比,只是增加了一些注释说明,其刀具运动的轨迹点描述完全相同。经过试验,只需要将MAX-5所生成的刀位文件格式改为UG的刀位文件格式(CLS文件),其余可不做任何改变。然后通过UG软件的Manufacturing→Tools→CLSF即可直接导入。值得注意的是刀具轨迹中的刀具信息不能导入,如果需要,可在UG软件中添加刀具并对原刀具轨迹作拷贝,同时建议最好在UG软件中事先建立叶轮的3D模型,这样在以后的处理中非常直观,便于操作。本例导入的刀轨如图5所示。

图5 刀轨示意

2. 对导入的刀具轨迹进行必要的处理和转换

叶轮的实际加工依据机床的结构,其加工方向可能在叶轮的四个象限(正对叶轮看)内进行,因此需要根据实际机床结构对导入UG的刀具轨迹进行必要的转换,这样便于理解,也比较容易同后置处理协调一致。本例考虑叶轮的加工方向为第二象限,因此通过CAM Transformations 对刀具轨迹逆时针旋转了45°,以满足实际加工的要求。

3. 利用事先定义的后置处理程序进行后置处理

通过Post Process在选定后置处理程序后对需要的刀具轨迹进行后置,然后必须对后置出来的加工代码在旋转轴的方向、旋转角度的连续性(不能有角度的突变)、实际坐标值等方面进行分析。通常情况下都需要对最初形成的后置处理程序进行修改,经过几次反复,才能得到比较正确的加工代码。

4. 利用VERICUT软件处理得到的G代码文件并进行必要的校验

在加工中心上进行5轴加工,事先对加工过程进行校验和仿真是必要的,同时还要考虑与实际加工环境相一致。我们选用了VERICUT软件来做这项工作,具体过程这里不再介绍。图6所示的是后置处理所得加工代码在VERICUT软件中运行后的真实结果。

图6 VERICUT中的仿真结果

四、结束语

本文通过利用UG软件对MAX-5所生成的刀具轨迹文件进行后置处理并在双旋转工作台机床上完成加工的实现,对灵活后置处理MAX-5的刀具轨迹进行了一次成功的尝试。可以看到,这种方式是比较容易实现的,它是有效的5轴刀具轨迹后置处理方法。

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