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为UG配五坐标龙门铣MDF文件

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发表于 2007-11-9 20:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
ug配五坐标龙门铣MDF文件
& [: s8 q- X. q, V一、 引言
1 S1 ?4 {0 q3 j8 [5 L由于五坐标数控机床比三坐标机床多了二个旋转轴,因而更适合于具有变斜角的飞机零件的加工和各种斜孔的加工。五坐标加工技术是航空工业机械加工的关键技术之一。为提高数控加工能力,笔者所在公司于1997年购进了公司第一台五坐标龙门铣。该机床的数控系统采用法国的NUM1060系统。机床引进之后,要使机床能在生产中发挥作用,必须能生成五坐标联动的机床数控代码。由于飞机零件的复杂性,手工编程显然难以满足生产需要。为此急需一个五坐标机床的后置处理程序。考虑到公司已经广泛使用的UG(Unigraphics)软件来编程这一实际情况。为UG软件配一个五坐标机床兵团处理用的机床信息文件(MACHINE DATE FILE简称MDF)便成为当务之急。
6 Q' L0 O! f( C4 K二、UG的刀位源文件简介
9 Y3 b) u& [( {$ \+ C9 Q( ~UG在用于计算机辅助制造(CAM)的过程中需经过三个步骤。首先以APT格式产生一个刀位源文件(CUTTER LOCATION SOURCE FILE)—CLSF文件,它包括刀具坐标数据和后处理语句。然后对CLSF文件由APT进行编译,产生一个二进制的中间文件——CLS文件。最后经UG利用机床数据文件MDF和GPM(GRAPHICS POSTPROCESSOR MODULE)对CLF进行处理,得到一个机床直接可用的PTP文件,它就是机床数控代码文件,送入机床数控系统即可执行零件加工(UG已经做好GPM文件,一般不需改动。一般情况下用户只需为不同机床配置不同的MDF文件)。
+ B% [) c5 g' U- q+ a& _2 i+ z* [CLSF文件包括所有选用刀具的几何信息语句、加工坐标系与几何体绝对坐标系的坐标变换关系语句、刀具显示语句、刀具位置点定义语句、机床的各种准备功能与辅助功能定义语句和进给速率语句等组成。8 |, a8 N" Z4 W) }' w  X
下面是一个CLSF的例子
1 u& a, y; ^" P( T. p! ?10 TOOL PATH/T5,MILL,6.0000,0.0000,25.4000,0.0000,0.0000,P14 l* _( Q6 E7 z  D( d+ \0 {
20 MSYS/0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000, Q# G( r; N7 X# q# E# _) C" @
30 FEDRAT/MMPM,100.00001 v6 R$ I* ^  K) l. {3 j( x+ n4 e
40 GOTO/-124.3808,-20.5514,-19.3216,1.0000000,-0.0000004,-0.0000001& d( n9 Q/ a. ?# n
45 GOTO/-124.3808,20.6714,-19.2215$ s  E( D% N( Q$ Y% o) _
……
- }) L( b9 V6 B8 |. G" R' v100 END-OF-PATH0 ]4 h9 z( g6 |( G
第10语句表示所定义的铣刀名为T5,后跟的五个数字为铣刀参数,P1为操作名。: n; V+ ~" A5 R) i5 w+ x
第20语句描述了加工坐标系(MCS)与几何体绝对坐标系之间的变换矩阵。3 n7 x* u! b; P8 L
第30语句定义了一个进给速率语句。7 z) T) \: [+ j1 s
第40语句定义了一个五轴的GOTO语句,它的前三个数字是该点的X、Y、Z坐标值,后三个数字定义了该点刀具轴线单位矢量。
# j' q2 a% p/ E; K# K% F+ C下面是五轴GOTO语句的通用格式! I0 S: h5 a0 c4 a) Z
GOTO/X,Y,Z,I,J,K$ e; d. V0 ~6 N* p; I
X,Y,Z为刀位点的三维坐标值,I,J,K为刀具轴线单位矢量。
0 C7 p# d6 @- f8 v. L; T5 x三、UG五轴MDF文件的编制; x$ Y# Z* i9 o; c' m& q
UG的MDFG主菜单如下7 c( Z! f; I& H3 p' M  ^2 K9 D
MENU    STRUCTURE* z* \4 E6 H2 l& m8 A4 c
* MACHINE TOOL TYPE
  l% {2 u) p3 K# `% }* MACHINE TOOL COORDINATE AXES VALIDITY+ C  f, n) p) D  ]5 f3 |
* PREPARATORY AUXILIARY AND EVENT CODE FORMATS
$ G/ s! b) U5 t* `- O6 Y! I: }* MACHINE TOOL MOTION CONTROL
7 e, I9 A5 L  `+ P, a0 v* POSTPROCESSOR COMMANDS
3 e, |, \# M8 ?# Q0 V& s  ~. w; X* LISTING AND PUNCH CONTROL
; \  o8 t" u7 k) H: t* LISTING HEADER DATA
" R' r) i# z/ n* LISTING COMMENTARY DATA" [! `& ?- }& O5 A
* RUN TIME OPTIONS
" _  {" P$ q! Z& X! G* EDIT WORD ADDRESS CHARACTER OUTPUT SEQUENCE$ }7 v% j2 L1 p8 a( D
* OUTPUT FILE VALIDATION) X* ^- b- n8 c$ E. E
* PRINT MDF SUMMARY* L0 y$ t# [* J/ D) C1 V
* RENAME FILE# L2 _- d7 ?3 M9 I/ ^
* FILE/TERMINATE3 j( j* C% K$ N6 i" x" C
五轴MDF文件的定义方法与三轴机床相类似,下面仅将几个主要不同点进行描述。5 ~4 J; ]2 u& ]' d9 G8 t" b/ `' D
1.机床类型的选择$ z2 U4 Q8 p7 ]9 f
在MACHINE TOOL TYPE中我们选择MILL,2 OR MORE AXIS选项1 Y, l% l5 \% @( g
在这选项的线性运动参数定义中我们再选择FIVE,X,Y,Z AND 2 ROTARY的选项,可以产生X,Y,Z和两个旋转轴的五轴联动的NC程序。% Q8 w( t: x. b# {& s$ e, ~5 o& ?
2.MDFG POSTPROSESSOR COMMANDS中旋转轴的定义
, `3 ^0 |8 u0 c7 s在这里我们将定义如何将GOTO语句中的I,J,K刀轴矢量转换成旋转的角度。
1 |; i) E1 ]- d; O$ J1)机床旋转轴的定义方法4 ^! @  a: b2 |, Q
如图一所示,绕X轴的旋转定义为A轴,绕Y轴的旋转定义为B轴,绕Z轴的旋转定义为C轴。V12000M2T五坐标龙门铣,铣头具有A、B两个摆角,B摆装在A摆上,其摆动范围为A轴:-30(至30(;B轴:-30(至30(。% r6 M5 K# H# q% W
2)转动轴类型的定义
8 F; \. F+ s0 S7 f2 ]0 Q% P我们的龙门铣是A、B摆类型,旋转运动仅仅引起刀具的摆动。故而选择Contouring Swiveling Head类* f' ~+ W9 v2 i3 L0 B8 a" h
3)第4轴第5轴的确定8 V9 Z8 o1 B7 Q. u4 h% [
根据机床的A、B两轴的结构特点,我们确定第4轴为B轴,第5轴为A轴。/ }; W7 k/ F7 \! }$ g7 W# [& T
4)A、B轴转动方向的确定
& [- E1 y$ Q6 EA、B轴的转动方向按右手定则,逆时针为正,顺时针为负。
0 t/ J$ m, _, c3.旋转轴进给速率的定义
9 L2 \/ W, |% j% O一个五轴机床刀具的运动,当它是由X、Y、Z三个线性轴加上A、B两个转动轴的联动来实现时,需要采用时间的倒数来表示进给速率。因为线性轴的进给速率为毫米/分,而转动轴的速率是以度/分来表示的,在程序段中采用时间的倒数1/分来表示进给速率,适合于直线运动和旋转同时存在的场合。
! X, F/ G) O0 S  i数控系统用G93代码来表示时间的倒数。这时F=V/L=1/time4 @& G2 Y* v, X+ l- y5 E
V为给定的进给速率,单位是毫米/分。: {$ W# j' V" k0 {" W- [8 m4 g
L为刀具轨迹长度(刀具移动的路程)。
4 n0 w3 c) H$ E! W: q6 a; i/ X四、 DF文件的调试及试加工
; A* R- V& L4 G6 A2 q8 G1. 调试MDF文件4 }# _( i( O" B6 }" j$ P/ R. D
1)编辑一个刀位源文件) L# I3 V  A" f0 Q# `# K
如图二所示OP为刀位源文件GOTO/X,Y,Z,I,J,K语句中的刀具轴线单位法矢。刀具轴线OP在X、Y、Z三个方向的分量为I,J,K。该V12000M2T五轴龙门铣的B轴是安装在A轴上的,A、B转角的原理描述见图二。$ z2 R3 L2 C5 V" x
由此可得出:+ g2 C6 g6 w5 b9 V% [+ b
tgA=j/k
. [- \0 A3 d1 OtgB=+ Y0 J* d4 s2 M' K6 q3 b1 m0 [0 G
如果我们想获得A=30(,B=30(的转角,I,J,K值应为多少?- H/ f8 c* W9 n0 J6 Y) m  V' A( `
因为OP=1(单位矢量)
" V9 [- {) Q- B. [2 j/ d4 kSinB=. @3 a7 ^* a6 Q# ?: p2 i' L4 u
CosB=4 z" K( z% K& b4 Y, {! o
SinA=
4 [3 P( V+ o* O" F2 H& B7 G# p1 ^CosA=
# I$ Q3 p9 {/ E9 {, N2 H因此可以写出一条GOTO语句! d+ |0 f$ q9 w' H/ h# r9 H& S& q4 h
GOTO/0,0,0,0.5,0.433,0.75
7 u# W9 [0 ]6 c+ E& L- n6 J我们还可以算出其他A、B角度组合下的I,J,K值,写出一系列GOTO语句。把这一系列的GOTO语句编辑成一个CLS文件,再加上头尾,便可通过UG的后置处理程序(POSTPROCESSOR)进行试算。如果算出来的A、B转角的角度值为我们所计算出来的值便为正确。否则再重新调MDF文件。使之所产生的PTP文件的A、B角正确为止。用类似的方法再调试A、B角的符号,即转动方向。如果A、B转动方向不符合我们所设想的则调整MDF文件,重新设定旋转方向(DIRECTION OF ROTATION)直到符合正确的旋转方向为止。
8 V- _' }3 G3 l" g2.试切/ O$ e9 q. F! T- {( y6 m+ {
用所生成的MDF文件,我们对一个园台(机床验收的试切件)的加工程序作了后置处理。试切工件经三坐标测量机测量,符合园台NAS件机床验收标准。, \* ]6 v. a  _8 x: r6 K
五、试用及结论
6 w+ m9 E+ i( L1 q( b7 B' [  _3 h该五轴MDF文件投入运行后,在南京14所雷达罩金属条钻模板法向孔的加工,金属条法向轮廓及法向孔的加工编辑中进行了试用,所加工零件通过三坐标测量机测量完全符合图纸要求。目前该钻孔保形工装及金属条已交付用户。该MDF文件可以用于生产
发表于 2014-4-29 13:04 | 显示全部楼层
情娘呀!找到了
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