UG和Cimatron软件后置处理的比较及应用

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无论是哪种 CAM 软件, 其主要用途都是要生成在机床上加工零件的刀具轨迹( 简称刀轨) 。 一般而言, 由于各种类型的机床在物理结构和控制系统方面可能不同, 它们对NC程序中指令和格式的要求也可能不同, 因此CAM 软件内部生成的刀轨数据必须经过处理才能适应 每种机床及其控制系统的特定要求 。Cimatron 软件是目前国内应用较为广泛的一款优 秀的 CAM 软件, 对其后处理的研究有一定的实际意义。
数控机床是按数控程序进行加工的。在应用CAM 软件生成数控程序时, 先要产生刀位文件, 再通过后处理文件, 将刀位文件编译成数控程序, 不同于手工编程。刀位文件是反映刀具运动轨迹的文件, 是CAM软件按照编程员的加工工艺, 在假定工件固定不动, 而刀具运 动的情况下, 由软件自动计算产生的。
这样做, 是因为不同的数控机床采用的控制系统的指 令是不同的, 为使软件能够通用化, 就先产生刀位文件, 然后再根据具体的控制系统, 用 后置处理工具, 产生专用的后处理文件, 并通过它将刀位文件编译成数控程序。 不同的 CAM 软件, 后置处理软件也不尽相同, 本文以 DMU70V 型五轴数控机床为例, 比较 Cimatron 和 ug 两种软件的后置处理情况。
软件简介1.1 Cimatron 后置处理功能
自从 Cimatron（思美创）公司 1982 年创建以来，Cimatron 中的后置处理器在处理编程后置 方面已经有了 20 多年历史，在 CAM 中得到了广泛的应用，它的作用是将编程信息转化成适 合机床的程序代码。其界面简洁，易于理解，功能强大，使用也方便。 Cimatron 系统提供了后置处理程序可选用通用处理器二代（ General Purpose Processor 2，GPP2）和 IMSPost（美国 IMS 公司为广大用户提供的基于宏汇编的后处理程 序编辑器）两种后置处理方式，生成数控机床可识别加工的程序代码文件。GPP2 具有丰富 的定制功能，能生成任意形式的后置处理文件，从而可更好地提供支持高速加工、多轴加工 的后置处理，用户需要的后处理程序都可以通过执行 GPP2 后生成。后置处理的主要内容是 定义编程方式、数据格式、机床配置代码、机床运动参数、直线插补、圆弧插补和固定循环等 。
* V: W+ V8 N# h; p* P( w/ ^6 f' @- w: r
) S; L, s; u7 N$ b1.2 UG 后置处理功能
UG 软件是 Siemens PLM Software 公司的软件，它提供了自己特有的后置处理工具图 形后处理模块（Graphices Postprocessor Module，GPM），用户通过运行一个生成数控系 统数据文件的交互式对话程序， 依次回答其中的问题， 便能生成一个所需数控机床的数控系 统数据文件（Machine Data File，MDF）。通用后置处理程序不能直接控制数控机床，用 户必须进行适当修改，另外，UG 后置处理不能适应不同数控系统的多坐标数控加工。专用 后置处理程序的开发必须在充分掌握数控机床的结构信息、 控制系统和机床编程规则等方面 的基础上才能进行 。UG Post Builder（UG 后置处理器）提供了开放式的后置处理自 定义功能， 采取问答的方式帮助用户定义特殊的后置处理功能， 使用户能非常方便地完成复 杂的后置处理自定义过程。
5 S2 l: [% R1 a2 后置处理构建及处理
6 C% a2 l- A9 f" E 在通用三轴后置处理器的基础上， 将角度计算和新刀位点的计算通过 Cimatron 和 UG 的后置 处理程序加入到通用三轴后置处理器中， 快速开发了该机床的五轴专用后置处理器， 并开启 第 4 轴 B 和第 5 轴 C 角度的输出。
6 R3 U, d" h: M* k; s2 q2．1 Cimatron IMSPost 后置处理
Cimatron 所有工步的刀具轨迹生成后， 通过专用的后置处理程序，转为机床的 加工代码，能对未加工区域自动识别和 清 根 处 理 。 Cimatron 系 统 采 用 了 IMSPost。 IMSPost 是基于宏汇编的后处 理程序编辑器， 可支持各种 CAD/CAM 软 件生成的刀位文件的后置处理，并提供 了多种后置处理文件库，可支持更广泛的数控机床。同时，它也提供了丰富的定制功能，可 生成任意形式的后置处理文件，从而更好地提供支持高速加工、多轴加工的后置处理。在 IMSPost 对话框中选择相应的控制器、 机床类型， 设定相关参数的值， 定义输出文件的格式、 输出文件的位置，对刀位数据进行后置处理。用户可以根据自己的需要，通过修改事件解释器文件和定义文件，定制自己的后置处理器。IMSPost 后置处理的流程图如图 1 所示。

, ~2 R" z: s7 S+ `0 ~, r1 h采用双转台五轴联动加工中心，Cimatron 后置处理使用 IMSPost 后置编译器。后置处 理构建方法：新建→选择 Siemens849．lib→Input（输入）和 Output（输出）选择 Metric （材料）→机床类型选择 5－axis C on B（五轴，C 轴在 B 轴之上）→根据机床实际情况 设置各轴的正负限位→Referencel Z（Z 向参考）设置值为 B 轴旋转中心到工件原点的值， 后面的设置都采用默认设置。
( D' }& D; i! g采用 Cimatron 软件编制后置处理程序文件的关键在于：CAM 加工坐标系与数控机床的 实践加工坐标系要进行坐标转换， 同时， CAM 坐标系中相当于机床程序的回转体的直径坐 在 标值要进行关系运算。新编译的后置处理文件（*．EXF）在 Cimatron 上调试编译通过（生 成*．DEX）后，刀路文件通过该文件进行处理即产生适合机床加工的数控铣削程序。
& d: D; @( A/ d7 M+ r! Y5 S) E/ n2．2 UG Post Builder 后置处理
/ m4 Z: P' b' d8 y* Z0 cUG 后置处理器的原理如图 2 所示。

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其后置处理程序制作的关键是按照机床结构和数控系统 规则定制机床数据文件：*．tcl（事件处理文件） ，*．def（事件定义文件） ，*．pui（后处 理用户界面文件） 。其中，pui 文件用于利用图形化UG后置处理器，方便用户操作。UG Post Post Builder 构造器，在其构件 Builder 进行后置处理的过程为：由事件生成 器读取刀具轨迹信息， 并将刀具轨迹信息整理成事件和变量后传递到加工输出管理器进行处理，加工输出管理器把带有相关数据信息的事件传递到事件管理器（*．tcl） ，处理结果再 返回到加工输出管理器，由加工输出管理器根据*．def 来决定加工程序的输出格式，并输出加工程序，直到结束。
! A$ r  v/ q  }& ^+ R6 jUG 后置处理程序开发包括：设定机床参数， 程序和刀轨参数设置，Custom Command 子参 数设置和 5 坐标后置处理器与 UG 集成。UG 后 置处理必须具备两个要素：刀具轨迹数据和后 置处理器。刀具轨迹数据在 UG CAM 中自动生 成， 后置处理器由事件管理器和事件定义文件构成。 UG UG Post Builder 提供一系列事件 解释器和定义文件的模板，可用于其他数控机床，事件解释器是用 TCL 语言编写的，定义文 件主要包括 3 种信息：Format（格式） 、Address（地址）和程序段模板 BLOCK＿TEMOLATE。 其中，Address 为控制机床的变量，Format 为地址的数据格式，BLOCK＿TEMOLATE 为一系列 描述地址如何组合的宏模板。

6 l5 z0 P& j1 S+ }$ L3 结语
本文对五轴联动加工中心的后置处理问题进行研究，分别采用 Cimatron IMSPost 和 UG Post Builder 两种后置处理器。通过在 DMU70V 型五轴数控机床铣削，实践后发现了两者 在加工刀路处理方面不同的优势。 对于五轴加工机床， 此两种后置处理器能够进行资源整合， 可以达到最恰当的使用和处理结果。
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