王裕栋

摘要：本文针对XK5328（凯恩帝100-M系统）立式三轴联动数控铣床，介绍了运用UG软件中的后处理开发工具--后处理构造器（UG PostBuilder）定制此机床的专用后处理程序的一般步骤和方法。

关键词：KND（凯恩帝）100-M；NX/后处理构造器；后置处理

一、前言

数控技术也叫计算机数控技术（CNC，Computerized Numerical Control），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，而现今的程序一般都由两种方法得到：一是手动编程，二是利用CAM软件自动编程，而CAM软件所编写出来的数控程序是否能与厂方机床、工作环境、人员素质等因素匹配，关键就在于后处理文件是否是最优化的。

二、问题的出现 

二零零六年毕业后，我留校在实习工厂，做了一名数控铣床实习老师，刚一接手，自己就觉得压力很大，首先是我们的学生在实习操作中，经常会有机床、刀具、夹具的损坏，第二个对程序的运行时间估计不足，造成有的零件全班加工下来，很紧张，但有的却很早就可以完成实习任务，为了减轻实习工厂设备的损坏和合理安排实习任务，我决定研究一下以上问题的所在。

三、故障检查与分析排除

上班一两个星期后，我发现很多的撞刀事件都是由于学生在实习当过程中，使用了某个固定循环或模态指令后，程序加工过程当中，由于某种原因，没有再往下加工，但从新加工后呢，一开始又不会去取消上一次的固定固定循环或模态指令，所以就会出现加工出现不可靠因素，另一个问题就是，如果使用UG自带的后处理文件的话，都是有自动换刀功能，而我们实习工厂的XK5328是用手动换刀的，所以一般出来的NC文件都要手工去修改，有时候经常会改错或改漏的地方，造成程序的问题，第三个就是加工的时候没有一个刀具列表和所用时间的大体估计，这样就会造成加工的时候手忙脚乱的去找刀具和刀柄等工具，也不好合理的安排实习时间，第四就是当在UG里设置了螺旋下时，由于XK5328是两轴半的机床，所以在得到NC代码后，在机床里运行里，会出现报错，以上几大问题，其主要的原因就是我们没有XK5328的UG后处理文件，只要有了这个文件，那么以上的问题都可以解决，但要得到这个文件，一般由这样两种途径：一是由机床厂商提供或由软件厂商提供。但由于种种原因，很多企业在购买机床或软件时，往往忽略了后置处理文件的购买。单独购买后置处理文件，价格又比较昂贵，二是由专业技术人员根据机床的结构特点和数控系统的控制原理，进行后处理文件的定制开发，UG软件的后处理构造器（UG Post Builder）模块，对数控机床的运动方式进行定义，通过对CAD/CAM软件提供的机床标准控制系统进行修改，得到我们需要的后置处理程序。以下就是我通过UG Post Builder来定制与我们实习工厂实际情况相适应的PUI文件。

四、问题的解决方法与步骤。

    1、 后处理构造器(Post Builder)介绍

NX/后处理构造器是UG软件提供的一个非常方便的创建和修改后处理工具(如图1所示)，用户可以通过NX/后处理构造器图形界面的交互方式来灵活定义建立NC程序的格式和输出内容，以及程序头尾、换刀、循环等每一个时间的处理方式。

                           图1 

采用NX/后处理构造器建立后处理文件的一般过程：（如图2）

图2 

    2、凯恩帝XK5328机床与控制器数据

   3、XK5328专用后置处理程序的制作

     1） 设置机床的基本参数

       （a）启动NX/后处理构造器程序，新建后置文件，文件名为：XK5328。

       （b）按图3设置以下参数:选择“后处理输出单位”为毫米，“机床”为铣床，“控制器”选择“fanuc_6m”，然后进入用户编辑界面。( 注1.选择“fanuc_6理由是KND系统与FANUC系统很相似)

图3

（c）设置机床的极限参数

 按图4设置机床的一般参数。选择“机床”标签中的 “一般参数”页面，设置机床的线性轴的移动极限以及快速进给极限参数；

图4

2) 定义程序头、刀轨移动部分、程序尾。

  （a） 进入  →程序 →程序起始序列                     

       在“程序开始”功能。加入程序顺序号，刀具信息，加工时间，循环取消等命令，如图5所示：

图5

加入了PB_CMD_create_tool_list就能列出整个程序所使用的刀具，这样就可以在程序加工前对所要刀具进行安排，加入了pb_cmd_machine_time就会在程序中自动显示程序加工所要的时间，命令格式是：

global mom_machine_time

MOM_output_literal "(TIME: [ format  "%.2f" $mom_machine_time] MIN)"

有了大约的加工时间就可以很好进行实习安排，提高教学实习效率。加入了MOM-set_seq_on，在程序中就会有程序顺序号出现。最后重要的是取消一些固定循环，G40 G17 G49 G80 G90 G54是安全加工的保证，这样就可以解决因为没有取消相关模态指令而出现的碰机事件。

在程序和刀具路径中的客制化命令中，加入pb_cmd_helix.tcl指令后，在指令中将set mom_kin_helical_arc_output_mode FULL_CIRCLE中的FULL_CIRCLE改为LINEAR，就能实现将三轴联动的螺旋下刀改为先走XY圆弧再Z轴下刀的形式了。

   (b) 进入  → 操作起始序列

        在“操作起始序列”程序块里添加返回初始平面，验证刀具中心等，手动换刀时的暂停指令如图6所示：

图 6

由于第一把刀本来就已经安装在主轴上了，所以就不用再使用MOO进行暂停，但是通过手动换下来的刀，由于和第一把刀有了长度的差别，所以就要PB_CMD_tool_change_force_address这个语句，

格式是：  MOM_force once G_adjust H S

注：要使用手动换刀功能，要在UG编程时就要在刀具设置中选择手动换刀，这样从第二把刀开始就会有M00L输出了。

 (c） 设定“程序结束”，如图7：

图7

    这里和没修改前的不同之处在于将M02改成M30，这样就可以在程序加工完成后，不用手动将光标移动到程序头，这样有利于节省时间，再一个就是加入了M05，和M09这两指令，是主轴停转和关闭切削液。

  其它的地方基本上不用改，因为我在选用控制器的时候是选用FANUC_6M,而KND系统和它基本上都是差不多的，所以像G指令，M指令都是相同的，不用过多的修改。最后保存退出，在保存目录下会生成这三个文件分别是： xk5328.tcl、xk5328.pui，利用后处理构造器中的实用程序下的“编辑模板后处理数据文件”命令编辑template_post.dat文件，如图8所示。编辑template_post.dat时有个小技巧，如本例中需添加xk5328的后处理，只要点击“new”按钮，然后浏览选择5328.pui，就会自动添加，非常人性化。

图8

6．结束语

本文介绍了应用NX/后处理构造器对xk5328机床后置文件的定制过程：收集机床参数----设定机床、程序和刀轨的相应参数----调试后置处理---- 切削验证。并且通过VERICUT软件和实际机床进行验证成功。有了这个后处理文件之后，我上起课来也轻松了很多，最重要的是能为实习工厂减少很多事故的发生，学生的人身安全和财产安全也有了保障，当然实习成本自然也大大降低了。

参考文献：

[1] 《KND（凯恩帝）100-M使用手册》

[2] 张磊.《UGNX4后处理技术培训教程》.清华大学出版社，2009下载本文