NX五轴后处理技术研究与应用
NX五轴后处理技术研究与应用[20200123183423]
【摘要】
通常，直接利用通用后置处理器生成的NC代码与用户使用的数控机床和系统的要求不符，不能生成正确的加工程序，导致数控加工不能安全、可靠地进行，并且通用后置处理器不能输出机床数控系统所特有的辅助功能，使得数控机床特性功能的利用受到影响。
本课题针对MIKRON_UCP 800 机床进行了专用后置处理的研究，开发了后置处理程序，该程序能够根据刀位源文件生成数控加工程序，且无需二次更改，就可以实现五轴联动数控加工。
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关键字:】五轴加工；后处理；加工仿真
引言 1
一、概述 2
（一）数控技术 2
（二）多轴加工技术简介 2
（三）后置处理技术简介 2
二、UG后处理 3
三．定制MIKRON_UCP 800 机床五轴后置处理 5
（一）MIKRON_UCP 800 机床 5
（二）根据如下要求创建MIKRON_UCP 800 机床五轴后处理。 6
四．旋钮的仿真加工 25
结论 28
参考文献 29
谢辞 30
引言
数控加工技术是在数控机床上依靠NC程序进行零件加工的自动化加工方法，具有高效率、高精度与高柔性的特点。数控加工技术可有效解决复杂、精密和小批多变零件的加工问题，能够充分适应现代化生产的需要。它是CAD/CAM的加工执行单元，是现代自动化、柔性化及数字化生产加工技术的基础与关键技术。
随着航空、汽车、造船和模具制造等工业的发展，越来越多的复杂曲面应用于工程之中。包含复杂曲面的大型零件和模具的制造越来越离不开数控机床和数控加工技术。同时，由于对产品质量和生产效率要求的不断提高，对复杂曲面加工的数控机床性能和相应的数控加工技术也提出了更高的要求。五坐标联动数控技术是数控技术中难度最大，应用范围最广的技术之一，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体。目前，多采用五坐标联动的数控加工方法来完成复杂曲面的加工。飞机和航空发动机的复杂结构件、船用螺旋桨、泵类叶轮等都是五坐标加工的典型例子。
后置处理技术是随着数控技术、CAD/CAM技术的发展而发展起来的。最早的数控程序都是手工编制，不存在后置处理问题。近年来，自动编程CAD/CAM软件取代了手工编程，它具有编程速度快、精度高、稳定性好、更改方便和易于管理等特点，但是自动编程经过刀具轨迹计算产生的刀位数据文件不能被机床识别，需要设法把刀位数据文件转换成数控指令代码，通过通信的方式输入数控机床的数控系统，才能进行零件的数控加工[1]。因此，要把前置处理产生的刀位数据文件、加工工艺参数与特定的机床特性文件、定义文件相结合，生成指定数控加工设备能够识别的数控加工程序，该过程称为后置处理（post-processing）[2]。后置处理程序将CAM系统通过机床的CNC系统与机床数控加工紧密结合起来。随着高档数控加工中心、特殊结构数控机床的不断出现，为其配置和开发合适的后置处理器愈显重要，这对提高数控编程效率、扩大CAD/CAM一体化技术的应用范围具有重要的工程应用价值和实际意义，目前后置处理技术已经成为CAD/CAM技术领域的一个研究热点。
一、概述
（一）数控技术
数控技术，简称数控（Numerical Control ）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
1.发展现状
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。
2.发展趋势
高速化 用微处理器 输入 计算 输出 多轴控制
多功能 监控 检测 补偿
智能化 自适应控制技术
高精度化 定位精度 重复定位精度
高可靠性 系统硬件质量 模块化 标准化 通用化
（二）多轴加工技术简介
多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。
（三）后置处理技术简介
CAM后置处理技术是目前机械制造业中最新发展起来的一中先进技术。对于21世纪的加工行业，数控机床等设备已经起到了越来越重要的作用。国际上CAD，CAM等的发展，趋势了CAM后置处理技术的诞生和发展。而到目前为止，具体的CAM后置处理技术还很难有一个具体的定义，在各种资料上以及互联网上也没有一个固定的对其进行解释的定义出现。不过普遍的资料上对CAM后置处理技术是这样解释的“后置处理是数控编程技术的关键技术之一，作CAD/CAM 系统与机械制造连接的纽带，通过后置处理器读取由CAM系统生成的刀具路径文件，从中提取相关的加工信息，并根据指定数控机床的特点及NC程序格式要求进行分析、判断和处理，最终生 成数控机床所能直接识别的NC程序”。 目前，从技术上讲，由于CAD/CAM系统硬件和软件的发展，对加工对象、加工系统建立三维模型、运用图形交 互的方法实现刀具路径的生成、加工过程仿真和干涉碰撞检查已经是可行的。北京市机电研究院在工程实践中已付诸实施，并取得了良好效果。而要使生成的刀具路 径文件转换成数控NC程序，驱动和控制机床实施加工，还必须以相应的后置处理器开发为条件。
二、UG后处理
UG提供一个后处理器——UG/Post，通过建立跟机床/控制系统相匹配的两个文件——事件处理文件(Event Handler，后缀为.tcl)和定义文件(Difinition file，后缀为.def)UG/Post可以完成从简单到任意复杂机床/控制系统的后处理。
用户甚至可以直接修改.tcl文件和.def文件，实现复杂的处理。UG/Post可以处理车床、多轴铣床、车铣制造中心等各种机床的后处理。
UG后处理器可以通过两种方式调出。
1.在加工环境内的后处理
在NX 6.0 CAM加工环境内，选择需要进行后处理的操作，单击“插入”工具条中“后处理”按钮，系统弹出“后处理”对话框，如图2-1所示。
图2-1 “后处理”对话框
【摘要】
通常，直接利用通用后置处理器生成的NC代码与用户使用的数控机床和系统的要求不符，不能生成正确的加工程序，导致数控加工不能安全、可靠地进行，并且通用后置处理器不能输出机床数控系统所特有的辅助功能，使得数控机床特性功能的利用受到影响。
本课题针对MIKRON_UCP 800 机床进行了专用后置处理的研究，开发了后置处理程序，该程序能够根据刀位源文件生成数控加工程序，且无需二次更改，就可以实现五轴联动数控加工。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】五轴加工；后处理；加工仿真
引言 1
一、概述 2
（一）数控技术 2
（二）多轴加工技术简介 2
（三）后置处理技术简介 2
二、UG后处理 3
三．定制MIKRON_UCP 800 机床五轴后置处理 5
（一）MIKRON_UCP 800 机床 5
（二）根据如下要求创建MIKRON_UCP 800 机床五轴后处理。 6
四．旋钮的仿真加工 25
结论 28
参考文献 29
谢辞 30
引言
数控加工技术是在数控机床上依靠NC程序进行零件加工的自动化加工方法，具有高效率、高精度与高柔性的特点。数控加工技术可有效解决复杂、精密和小批多变零件的加工问题，能够充分适应现代化生产的需要。它是CAD/CAM的加工执行单元，是现代自动化、柔性化及数字化生产加工技术的基础与关键技术。
随着航空、汽车、造船和模具制造等工业的发展，越来越多的复杂曲面应用于工程之中。包含复杂曲面的大型零件和模具的制造越来越离不开数控机床和数控加工技术。同时，由于对产品质量和生产效率要求的不断提高，对复杂曲面加工的数控机床性能和相应的数控加工技术也提出了更高的要求。五坐标联动数控技术是数控技术中难度最大，应用范围最广的技术之一，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体。目前，多采用五坐标联动的数控加工方法来完成复杂曲面的加工。飞机和航空发动机的复杂结构件、船用螺旋桨、泵类叶轮等都是五坐标加工的典型例子。
后置处理技术是随着数控技术、CAD/CAM技术的发展而发展起来的。最早的数控程序都是手工编制，不存在后置处理问题。近年来，自动编程CAD/CAM软件取代了手工编程，它具有编程速度快、精度高、稳定性好、更改方便和易于管理等特点，但是自动编程经过刀具轨迹计算产生的刀位数据文件不能被机床识别，需要设法把刀位数据文件转换成数控指令代码，通过通信的方式输入数控机床的数控系统，才能进行零件的数控加工[1]。因此，要把前置处理产生的刀位数据文件、加工工艺参数与特定的机床特性文件、定义文件相结合，生成指定数控加工设备能够识别的数控加工程序，该过程称为后置处理（post-processing）[2]。后置处理程序将CAM系统通过机床的CNC系统与机床数控加工紧密结合起来。随着高档数控加工中心、特殊结构数控机床的不断出现，为其配置和开发合适的后置处理器愈显重要，这对提高数控编程效率、扩大CAD/CAM一体化技术的应用范围具有重要的工程应用价值和实际意义，目前后置处理技术已经成为CAD/CAM技术领域的一个研究热点。
一、概述
（一）数控技术
数控技术，简称数控（Numerical Control ）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
1.发展现状
数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨了新世纪的发展途径。
2.发展趋势
高速化 用微处理器 输入 计算 输出 多轴控制
多功能 监控 检测 补偿
智能化 自适应控制技术
高精度化 定位精度 重复定位精度
高可靠性 系统硬件质量 模块化 标准化 通用化
（二）多轴加工技术简介
多轴加工是在一次进给中同时加工许多孔或同时在许多相同或不同工件上各加工一个孔。这不仅缩短切削时间，提高精度，减少装夹或定位时间，并且在数控机床中不必计算坐标，减少字块数而简化编程。它可以采用以下一些设备进行加工：立钻或摇臂钻上装多轴头、多轴钻床、多轴组合机床心及自动更换主轴箱机床。甚至可以通过二个能自动调节轴距的主轴或多轴箱，结合数控工作台纵横二个方向的运动，加工各种圆形或椭圆形孔组的一个或几个工序。
（三）后置处理技术简介
CAM后置处理技术是目前机械制造业中最新发展起来的一中先进技术。对于21世纪的加工行业，数控机床等设备已经起到了越来越重要的作用。国际上CAD，CAM等的发展，趋势了CAM后置处理技术的诞生和发展。而到目前为止，具体的CAM后置处理技术还很难有一个具体的定义，在各种资料上以及互联网上也没有一个固定的对其进行解释的定义出现。不过普遍的资料上对CAM后置处理技术是这样解释的“后置处理是数控编程技术的关键技术之一，作CAD/CAM 系统与机械制造连接的纽带，通过后置处理器读取由CAM系统生成的刀具路径文件，从中提取相关的加工信息，并根据指定数控机床的特点及NC程序格式要求进行分析、判断和处理，最终生 成数控机床所能直接识别的NC程序”。 目前，从技术上讲，由于CAD/CAM系统硬件和软件的发展，对加工对象、加工系统建立三维模型、运用图形交 互的方法实现刀具路径的生成、加工过程仿真和干涉碰撞检查已经是可行的。北京市机电研究院在工程实践中已付诸实施，并取得了良好效果。而要使生成的刀具路 径文件转换成数控NC程序，驱动和控制机床实施加工，还必须以相应的后置处理器开发为条件。
二、UG后处理
UG提供一个后处理器——UG/Post，通过建立跟机床/控制系统相匹配的两个文件——事件处理文件(Event Handler，后缀为.tcl)和定义文件(Difinition file，后缀为.def)UG/Post可以完成从简单到任意复杂机床/控制系统的后处理。
用户甚至可以直接修改.tcl文件和.def文件，实现复杂的处理。UG/Post可以处理车床、多轴铣床、车铣制造中心等各种机床的后处理。
UG后处理器可以通过两种方式调出。
1.在加工环境内的后处理
在NX 6.0 CAM加工环境内，选择需要进行后处理的操作，单击“插入”工具条中“后处理”按钮，系统弹出“后处理”对话框，如图2-1所示。
图2-1 “后处理”对话框
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