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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/ l& \' G5 i* I  M) G7 }
一、 引言( y0 I' x. F$ p! e8 u* ?+ Q% x
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。
2 @% Z3 Q) z9 C' M) G5 E二、UG的刀位源文件简介
- b" C- v% m5 oUG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)。
" d5 n7 j  T) e3 Z9 t/ s+ k* NCLSF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。( ]% V+ [& `% b; L& e( b0 Y
下面是一个CLSF的例子- i& D3 `) Y+ X# ?
10 TOOL PATH/T5,MILL,6.0000,0.0000,25.4000,0.0000,0.0000,P1
0 b9 l" m3 N$ ?. c6 g20 MSYS/0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.0000000,1.0000000,0.0000000
. P7 P7 o4 T5 g! a4 a0 o30 FEDRAT/MMPM,100.0000: i" {% m( \5 C8 p  }$ F% P
40 GOTO/-124.3808,-20.5514,-19.3216,1.0000000,-0.0000004,-0.0000001
, n" A  p% s! h; p45 GOTO/-124.3808,20.6714,-19.22159 P- w2 X, w7 f  D- @( [
……
* a) J8 ~; `0 F100 END-OF-PATH" D2 z! ^: A6 l; b( e
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。
- X( @& ]9 B* b& n, k; C# j5 J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。1 k7 I" ~) S" R, s8 [/ y1 l
第30语句定义了一个进给速率语句。
$ K1 q: X# F1 e8 C( f6 w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。/ B8 {! I4 q: T: z! E0 o% k+ V4 o
下面是五轴GOTO语句的通用格式' l/ Z3 D7 e. C* g9 l4 v  m) ?) I
GOTO/X,Y,Z,I,J,K
- G7 ?: m% }; mX,Y,Z为刀位点的三维坐标值,I,J,K为刀具轴线单位矢量。6 F/ U5 X0 ?/ X' |- t! V2 b& Q
三、UG五轴MDF文件的编制
1 |$ ?8 e% D' ]9 r4 O" G+ |UG的MDFG主菜单如下5 ^: G8 q3 {1 R* P. r0 _
MENU    STRUCTURE4 n% t$ A3 ^* o' u0 e, E2 O- w
* MACHINE TOOL TYPE1 F* A+ d: B- ~* e
* MACHINE TOOL COORDINATE AXES VALIDITY" o& m  r: v6 G, W
* PREPARATORY AUXILIARY AND EVENT CODE FORMATS
0 \1 L. F' L8 I# K- E$ F5 `6 |* MACHINE TOOL MOTION CONTROL
2 i4 m& R8 ]( F4 y5 Z1 b9 h* POSTPROCESSOR COMMANDS
2 J+ ^' K/ J3 R/ O+ X' t. t! s& z* LISTING AND PUNCH CONTROL0 x+ P- f& O3 |' |
* LISTING HEADER DATA
; m" |, [$ C' P) @" m, `- s* LISTING COMMENTARY DATA
7 j! \$ L7 U3 V# f8 g1 D: t. G. \* RUN TIME OPTIONS
0 E( ]6 @! ~8 Z* EDIT WORD ADDRESS CHARACTER OUTPUT SEQUENCE) I3 ^+ C0 r/ T$ d' i8 b) n' i/ f) W
* OUTPUT FILE VALIDATION
$ ~* L2 D) {* B: V9 f0 I* PRINT MDF SUMMARY, u( [2 e( u& q
* RENAME FILE  g* f% O  h* x1 V
* FILE/TERMINATE
) d5 q2 t$ K0 {  M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。
8 l/ U" V6 t- c4 P- `8 c5 g$ e1.机床类型的选择* J6 K, h% q. s% {: X2 q
在MACHINE TOOL TYPE中我们选择MILL,2 OR MORE AXIS选项3 X9 ?8 g$ ?2 A. M$ `5 m  j6 F6 H+ p
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。
1 _! c# g0 Z2 q- h7 r, a2.MDFG POSTPROSESSOR COMMANDS中旋转轴的定义5 [! }$ _) b# \
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。
* K  _% Q$ G! d9 S2 _6 J1)机床旋转轴的定义方法& F4 U! f4 s1 @# s9 ^$ n
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(。7 ~  f9 @" H8 Z- k9 \% u9 \
2)转动轴类型的定义
( @7 r# z. v4 n, y. a- i6 u1 C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9 [) O; y+ J- d- N
3)第4轴第5轴的确定  Z3 i& }& z, r( `1 ]
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。
7 r/ O! p" ?, H5 g" w7 ?4)A、B轴转动方向的确定
6 y7 J2 N$ H) t& N8 U5 |1 y! YA、B轴的转动方向按右手定则,逆时针为正,顺时针为负。$ {5 r8 W! P" L9 ^) T- B  T8 {8 s
3.旋转轴进给速率的定义
: n& N7 p+ y9 ?- q: O0 c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。2 z9 T6 d- B! K1 y
数控系统用G93代码来表示时间的倒数。这时F=V/L=1/time
6 \8 i: j- {: N$ PV为给定的进给速率,单位是毫米/分。
- P0 ^/ v+ \! m# Q$ A1 i5 s* o* iL为刀具轨迹长度(刀具移动的路程)。9 n; ^5 k( i; I, P+ j' I4 f6 H5 c
四、 DF文件的调试及试加工3 \1 {& c6 g! r4 T! H% b- f
1. 调试MDF文件: {. F) q: }: [; o/ ?
1)编辑一个刀位源文件. u- U! N/ u7 p, b! a# X  p
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。# e6 l0 z5 T  |6 c3 L# _
由此可得出:
0 }/ O0 A! _+ Q1 T$ ]; c) ytgA=j/k
0 M5 r/ J( R+ S& `) QtgB=& ]% D+ h3 Q# ^$ c0 Y1 i! g
如果我们想获得A=30(,B=30(的转角,I,J,K值应为多少?
& c' F/ p! |0 `. o8 ~因为OP=1(单位矢量)
. l1 q6 b3 ?, w8 XSinB=
9 W$ y/ i( q0 _0 L7 f$ i( w' e9 KCosB=+ V7 V& w4 R0 F9 B( N% k
SinA=  F% z1 n0 c/ x
CosA=
3 I9 X/ e$ z2 d/ L5 V0 A: k因此可以写出一条GOTO语句
& |) {: x2 I' j& eGOTO/0,0,0,0.5,0.433,0.75
) G/ C5 J! [0 ^" x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。
6 [' [4 H0 \* B- S4 u, k2.试切4 n# V3 h# Q8 v+ C; R0 A
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 G3 k6 k9 n" F; c% o  S五、试用及结论" q, ^" _7 n. L' u$ b
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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