数控加工后置处理的研究
基于UG软件的五轴数控加工后置处理研究

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摘 要: 从分析 刀轨 文件和 N 代码 的格式入 手 , 出指令 的一 一对 应 关 系 , 清诸 多从建 模 到 加工 过 程 中 C 找 弄 ‘ 的坐标 系统 , 立 5坐 标铣 削 中心 坐标转 换数 学模 型 , 而 实现 从 刀轨 文 件提 取信 息 转化 为 NC代 建 从 码 的算 法。最后 通过 实例验 证 了该加工 中心后 置处 理技术 的正确 性 。 关键 词 : 后置 处理 坐标 转换 U G 中图分 类号 : P 1 T 39 文献 标识码 : A
五轴数控铣削加工后置处理及加工编程研究的开题报告

五轴数控铣削加工后置处理及加工编程研究的开题报告一、选题背景我国的数控铣削技术已经非常成熟,能够满足客户的大部分需求。
但是,五轴数控铣削加工后置处理及加工编程在国内的研究还比较少,这也是当前需要解决的一个问题。
二、选题意义五轴数控铣削技术可以大大提高生产效率和加工精度,适用于发动机零部件、滑动轴承、模具、高耐磨材料等领域。
后置处理技术可以进一步提高产品精度和表面质量,提高利润。
因此,进行五轴数控铣削加工后置处理及加工编程研究,对国内五轴数控铣削技术的提升具有重要意义。
三、研究内容1.五轴数控铣削加工后置处理技术研究,包括除尘、抛光、喷砂、电化学抛光等技术的应用和效果分析。
2.五轴数控铣削加工编程技术研究,包括G代码程序设计和CAM程序生成,综合考虑加工误差、刀具磨损等因素。
3.五轴数控铣削加工后置处理与编程技术的应用实践,以发动机零部件为例进行加工,验证技术的可行性和效果。
四、研究方法1.文献研究法,对五轴数控铣削加工后置处理与编程技术的国内外发展历程、实践经验、研究成果等进行归纳总结。
2.实验研究法,采用五轴数控铣床对加工后置处理与编程技术进行实验研究。
3.统计分析法,对实验结果进行数据统计和分析。
五、研究预期结果通过五轴数控铣削加工后置处理与编程技术的研究,可以提高产品的精度和表面质量,降低生产成本,提高企业的竞争力。
同时,可以为五轴数控铣削技术的发展提供一定的参考和借鉴。
六、研究进度安排1.第一阶段:文献综述,明确研究内容和目标,完成开题报告。
2.第二阶段:实验设计,包括铣削加工后置处理方案设计、加工编程设计等。
3.第三阶段:实验数据采集和分析。
4.第四阶段:论文撰写和答辩。
七、研究团队和条件本研究由我作为负责人,其他团队成员待定。
研究条件需要使用五轴数控铣床及相关后置处理设备等,实验室已具备相应的实验平台。
AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理

AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理摘要:数控加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分,它可以高效地完成各种零部件的加工任务,并且具有高精度、高效率的特点。
AC双转台五轴联动数控加工中心可以完成更加复杂的加工任务,在加工完成后还需要进行后置处理,以保证加工零件的质量和精度。
文章以AC双转台五轴联动数控加工中心为研究对象,研究其后置处理的可行性,以期为多轴设备提供有效保障。
关键字:双转台;五轴联动;后置处理前言在数控编程过程中,前置处理指的是刀位的轨迹计算过程。
基于相对运动这一原理,一般在工件坐标系当中来计算刀位的轨迹,无需将机床结构、指令的格式考虑进去,以使前置处理通用化,保证前后置处理能够各自负责相应的任务。
为了读取最终加工程序,就需要对前置处理得到的刀位数据进行转换,形成机床程序代码,这一过程就是后置处理。
在航空领域,AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理起着重要保障作用,本文主要以AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理展开探究。
1后置处理的概述1.1 概念后置处理属于数控加工和CAM系统间的桥梁,其主要任务就是对CAM软件生成的刀位轨迹进行转化,使其成为符合特定数控系统、机床结构的加工程序。
1.2 主要任务五轴联动数控加工中心的后置处理有着重要的任务,主要是结合机床的控制指令格式、运动结构等要求,对于前置处理所生成的刀位数据文件进行转变,使其成为机床各轴的运动数据,然后,依据控制指令的具体格式,将其进行转换,形成数控加工中心的加工程序。
具体而言,可以将后置处理的任务分为几下几点:①机床运动学转换五轴联动数控编程所生成的刀位数据,通常指的是刀具与工件坐标系相对的刀心具体位置、刀轴矢量数据。
在机床的运动转变下,其主要是依据实际运动结构,对刀位文件当中的数据信息进行转换,使其成为不同运动轴上的数据信息。
②非线性运动误差的校验非线性运动误差的校验是在CAM系统计算刀位数据时进行的,这个系统使用离散直线来近似工件轮廓。
8.数控程序后置处理(共69张)

关键字 命令格式 GOTO GOTO/x,y,z{,i,j,k}
属性
x,y,z — 刀具控制点的坐标 i,j,k —刀轴向量
MOVARC
MOVEARC/x1,y1,z1,i,j,k ,r,ANGLE,a
x1,y1,z1:圆心坐标 i,j,k:圆弧轴向适量 r:圆弧半径 a:弧度
第13页,共69页。
说明 线性插补刀具运动语句,当 多轴加工时为GOTO/x,y,z,i, j,k,否则为GOTO /x,y,z 圆弧插补刀具运动的输出
刀具回零
表示下一直线插补运动为快 速进给 指定刀具零点 机床多轴运动开关语句
刀具形状
关键字 ORIGIN
CYCLE
命令格式 ORIGIN/x,y,z{,i,j,k}
进行一次加工,数控机床要进行很多次的操作,这些基本操作可由 一个个块来描述。
块是由一个个记录组合成的,是描述功能的最小单位,经后置处 理器翻译后,功能块对应的是NC指令中的一个程序段,以指导数 控机床进行一次实际的操作。
功能块按顺序排列,才能反映一个动态的加工过程,在每一个过 程中,记录了从下刀到抬刀的一次完整加工的各个阶段的信息。在 刀位文件中包含了一个或数个加工过程。
由于数控机床(jīchuáng)所采用的系统各不相同,其后置处理必须针对特定机 床(jīchuáng)做出相应的处理。在此处理过程中,就不可避免地要进行转角的计算 和坐标的变换工作。
第2页,共69页。
后置处理的方法主要有: (1) 数控软件厂家提供一个通用后置处理程序,用户通过人机对话 的形式,回答提出的一些问题,用来确定一些具体的参数(cānshù),形 成具体数控机床的后置处理程序;
CYCLE/type,d,feed units,f,c{RAPTO,r,} {,DWELL,[q|REV,p ]}
数控加工程序后置处理

参数设置不合理、机床维护不当等。
03
解决方案
优化加工程序结构,减少不必要的计算和操作;合理设置切削参数,提
高切削效率;定期对机床进行维护保养,确保设备处于良好状态。
06
后置处理技术的发展趋势与 展望
智能化后置处理技术
自动化识别加工需求
05
后置处理中的常见问题与解 决方案
机床无法正确识别刀具
总结词
刀具识别错误
详细描述
在数控加工过程中,如果机床无法正确识别刀具,可能会导致加工失败或精度损失。这可能是由于刀具参数设置错误 、刀具库数据不匹配或刀具更换过程中出现问题。
解决方案
检查刀具参数设置,确保与机床数据库中的数据一致;更新或重新导入刀具库数据;检查刀具更换流程, 确保操作正确无误。
后置处理是数控加工流程中的重要环 节,它能够将刀位轨迹文件转换为机 床可执行的程序,实现工件的加工。
后置处理的质量直接影响到数控加工 的精度、效率和安全性,因此选择合 适的后置处理软件和参数设置对于提 高加工质量至关重要。
02
后置处理流程
输入原始加工程序
原始加工程序
通常以文本格式存储,包含了加工零件所需的全部指令和参数。
冷却液参数
根据加工要求和机床冷却系统配置,合理设置冷却液压力、流量和 温度,以降低切削热和减小刀具磨损。
机床特性的模拟与仿真
机床运动学模型
建立机床的运动学模型,模拟机床的实际运动轨迹和动态特性,为加工过程的优化和控 制提供依据。
加工过程仿真
通过仿真软件对加工过程进行模拟,预测刀具路径、切削力和热量的分布,以及可能出 现的过切、欠切等问题,以便及时调整加工参数和优化刀具路径。
UGNX数控车床后处理技术研究

UGNX数控车床后处理技术研究刘镝时【摘要】NC lathe turning cycle has a specific programming format,which programming is simple and convenient.The NC code produced by the default post processing file of the CAM software needs to be manually modified.Take NX11 and Fanuc 0i CNC lathe as an example,through customized post-processing file,output Fanuc 0i NC lathe format G71 turning cycle NC program.The programming efficiency and accuracy are improved.%数控车床编程使用车削循环使程序简洁方便,但具有自己的特定编程格式,CAM软件产生的刀路,利用自带的后处理文件输出的数控代码不符合机床格式,需要手工修改才能使用.对NX11和Fanuc oi数控系统车床进行研究分析,通过定制后处理文件,输出符合Fanuc oi数控车床格式的G71车削循环数控程序,提高了编程效率和准确性.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】6页(P159-164)【关键词】数控车床;UGNX;后置处理;车削循环;G71【作者】刘镝时【作者单位】上海电机学院,上海201306【正文语种】中文【中图分类】TG659后处理技术将计算机自动编程生成的刀具轨迹文件转换为数控机床控制器可接受的刀具路径,并控制指挥刀具的移动或其他行为,因为不同类型的数控机床结构不同,控制系统不同,不同的数控系统的指令格式是不一样的,所以不同的数控机床和系统要有相应的后置处理文件。
后处理

一.引言随着生产力与加工精度的不断提高,数控机床在工业生产中起到了越来越重要的作用,而为了提高机床利用率,传统的示教式编程已经不能适应生产的需要,离线编程成为数控机床运用中不可缺少的一部分。
离线编程需要先建立零件的CAD模型,并产生其刀位文件。
现在多数的商用CAD/CAM软件,如:catia,UG等,其数控仿真生成的为APT格式的刀位代码,无法被数控机床直接运用,需要对其进行后置处理生成可以直接对机床进行操作的NC代码。
而后置处理的过程直接决定了NC代码的精度与好坏,对数控加工过程起到了至关重要的作用。
一般的商用CAD/CAM软件,如:catia,也会提供了NC代码的产生。
它们使用了一个库文件来作为后置处理的配置文件直接生成可使用的NC代码。
但是由于机床的不通用性,这些软件只提供了少数常用机床的NC代码的生成,且生成的代码过于烦冗,不易于修改。
故大部分后置处理的过程还是需要另行实现。
二.后置处理的编制方法目前各机床的编程语言不具备通用性,即使是同一制造商生产的机床,在其前后期也可能不具备通用性。
尽管国际上曾试图通过标准化来推广一种通用的机床语言,但是由于制造商的缘故,一直难以得到广泛的推广[1]。
因为机床语言的不通用性,一般的商用CAD/CAM软件难以按照用户的需要提供全部机床的NC代码生成,只提供了一部分常用的机床的NC代码生成,大部分还是需要用户自己由其产生的APT文件来自行处理生成NC代码。
对于简单的数控过程,用户可以直接对APT代码进行翻译,实现APT到NC 代码的转化,但是对于大部分零件来说,用户需要借助计算机的帮助来实现代码的转化。
通常使用的转换方式有三种[2]:1.通用语言编写使用一般的编程语言,如:Visual C++,Java等语言都能够实现后置处理,完成APT文件到NC代码的转换。
这种方法的优点是,只要熟悉所需编写的机床和通用语言就能进行操作,不需要其他的软件辅助或培训。
缺点是,专用性太强,需要专门的程序员,且程序设计后不具备通用性,修改困难。
数控加工的后置处理技术

数控加工的后置处理技术数控加工是现代制造技术中的重要部分,可以精确地加工出复杂形状的零件,但是加工完成之后还需要进行后置处理技术,才能得到更好的加工效果和使用效果。
本文主要介绍数控加工的后置处理技术。
一、去毛刺加工完成的零件表面通常会存在一些毛刺,影响着零件的质量和外观,因此需要进行去毛刺处理。
目前比较普遍的方法是使用化学方法或者机械方法去除毛刺。
化学方法主要使用化学溶剂和电解液进行腐蚀去除,但是容易污染环境;机械方法包括打磨、抛光、喷砂等,效果好但是耗时和成本高。
因此,要根据具体情况选择适合的方法进行去毛刺。
二、打磨、抛光零件加工完成后,表面还会存在一些凹坑、毛刺和瑕疵,这时需要对其进行打磨或抛光。
打磨一般使用研磨机和砂带机,可以平整表面并去除粗糙度;抛光则是对打磨后的表面进行更进一步的处理,通常使用磨盘和磨料等工具,可以让表面变得更光滑。
打磨和抛光处理可以提高零件的质量,使其更加光滑和美观。
三、喷漆一些零件需要表面进行涂漆处理,为了美观以及保护表面。
常用的喷涂方法有手动喷涂和自动喷涂两种方式。
手动喷漆需要涂漆技术要求较高,操作难度也比较大,自动喷漆则是速度更快、效率更高,但是成本相对更高,需要根据具体情况选择。
四、氧化处理氧化处理是一种表面处理技术,可以在表面形成一层氧化膜,具有防腐、防污、抗磨、美观等优点。
常见的氧化处理有硫酸氧化和硬质阳极氧化两种方式。
硫酸氧化工艺简单,可以获得均匀的氧化膜,并且氧化层较薄。
硬质阳极氧化能够形成较厚的氧化层,具有较好的耐磨性和耐蚀性,但是工艺较为复杂,成本更高。
五、热处理热处理是一种改变零件物理和化学性质的表面处理技术,可以增强零件的强度、硬度和抗腐蚀性。
热处理的方式有淬火、回火、退火等多种方法。
不同的热处理方式对零件的性质和效果不同,需要根据实际情况进行选择。
六、镀层处理镀层处理是一种表面处理技术,是在零件表面进行涂覆金属、非金属或合金材料的一种方式,常用的镀层有镀铬、镀锌、镀镍等。
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数控加工后置处理的研究
一.引言
随着生产力与加工精度的不断提高,数控机床在工业生产中起到了越来越重要的作用,而为了提高机床利用率,传统的示教式编程已经不能适应生产的需要,离线编程成为数控机床运用中不可缺少的一部分。
离线编程需要先建立零件的CAD模型,并产生其刀位文件。
现在多数的商用CAD/CAM 软件,如:catia,UG等,其数控仿真生成的为APT格式的刀位代码,无法被数控机床直接运用,需要对其进行后置处理生成可以直接对机床进行操作的NC代码。
而后置处理的过程直接决定了NC代码的精度与好坏,对数控加工过程起到了至关重要的作用。
一般的商用CAD/CAM软件,如:catia,也会提供了NC代码的产生。
它们使用了一个库文件来作为后置处理的配置文件直接生成可使用的NC代码。
但是由于机床的不通用性,这些软件只提供了少数常用机床的NC代码的生成,且生成的代码过于烦冗,不易于修改。
故大部分后置处理的过程还是需要另行实现。
二.后置处理的编制方法
目前各机床的编程语言不具备通用性,即使是同一制造商生产的机床,在其前后期也可能不具备通用性。
尽管国际上曾试图通过标准化来推广一种通用的机床语言,但是由于制造商的缘故,一直难以得到广泛的推广[1]。
因为机床语言的不通用性,一般的商用CAD/CAM 软件难以按照用户的需要提供全部机床的NC代码生成,只提供了一部分常用的机床的NC 代码生成,大部分还是需要用户自己由其产生的APT文件来自行处理生成NC代码。
对于简单的数控过程,用户可以直接对APT代码进行翻译,实现APT到NC代码的转化,但是对于大部分零件来说,用户需要借助计算机的帮助来实现代码的转化。
通常使用的转换方式有三种:
1.通用语言编写
使用一般的编程语言,如:Visual C++,Java等语言都能够实现后置处理,完成APT 文件到NC代码的转换。
这种方法的优点是,只要熟悉所需编写的机床和通用语言就能进行操作,不需要其他的软件辅助或培训。
缺点是,专用性太强,需要专门的程序员,且程序设计后不具备通用性,修改困难。
2.通用软件
使用一定的通用代码转换软件,如[3]中提到的M SPOST和[3]中研究开发的KD-NCtool 等,来实现APT文件到NC代码的转换。
其大致过程如下:
图1 后置处理模块流程图
通过一个机床配置信置文件来对机床进行描述,并用这个描述来控制后置处理的模块。
使用这个后置处理翻译模块便可以将由CAD/CAM系统产生的APT文件翻译成可执行的NC程序。
机床配置信置文件的取得一般是通过回答用户对话框。
这种对话框通常会需要用户对机床的一些特性进行描述,以此获得所需的信息来构成翻译模块。
图2[3]中给出的机床信息配置对话框
这种方法的优点是,用户只需了解机床就可直接实现APT到NC代码的转化。
缺点是,由于机床的多样性,一个简单的对话框没有办法描述所有的机床,很可能生成无效的或是错误的NC代码,且无法对信息配置文件进行细节修改,得到的NC代码也不易修改完善。
3.专用语言编写
使用一些专用的后置处理程序编制语言来编写后置处理文件,这种语言专门为后置处理文件的编写设置,具有自己独特的语法,并提供一些固定的宏来方便后置处理文件的编写。
这种方法的特点是既提高了程序格式的灵活性,又使程序编制方法比较简单。
但是,需要学习一种专门的语言是这种方法的不便之处。
[2]中提到的GNC中使用的POST软件包就是这种方法。
三.后置处理的具体过程
尽管后置处理的编制方法有三种,但大致过程都是一致,即对运动语句的处理与对非运动语句的处理。
运动语句主要是用几何算法对其进行处理,而非运动语句则是编码的对应。
运动语句主要包括:
1) 刀具空走(无切削的空行程) 程序段;
2) 刀具走直线程序段(有刀补或无刀补) ;
3) 刀具走圆弧程序段(有刀补或无刀补) ;
4) 刀具上升(抬刀) 程序段;
5) 刀具下降(下刀) 程序段。
非运动语句主要包括:
1) 生成加工程序起始符(倒带停止符);
2) 编辑生成起刀点位置程序段;
3) 编辑生成启动机床主轴、换刀、开关冷却液等程序段;
4) 各类刀具运动程序段的编辑;
5) 其他辅助功能(M指令) 程序段的编辑等。
下面是一个由Catia自动生成的APT格式文件:
PARTNO NAME: EXAMPLE
PPRINT MODEL=CAT_M
PPRINTNC SET=CA T_NS
MULTAX
CUTTER/ 40.0000,2.0000,18.0000,0,0000,0,0000,0.0000,100.0000
FROM/ 0.0000,0.0000,100,00000,0,000000,0.000000,1.000000PT 1
MACHIN/BAMTRI,5,230.0
SPINDL/300
COOLNT/ON
FEDRAT/500.0000
GOTO/ 0.00000,0.000000,5.0000,0.000000,0.034899,0.999391PT 2
GOTO/40.0000,20,00000,5.0000,0.00000,0.033965,0.9999423PT 3
…………
SPINDL/OFF
STOP
FINI
其中CUTTER、SPINDL/300、STOP、FINI等为非运动语句,它们所对应的含义会在后文提到。
GOTO/ 0.00000,0.000000,5.0000,0.000000,0.034899,0.999391PT 2为运动语句。
其中0.00000,0.000000,5.0000为刀头在工件坐标系中的X,Y,Z值,0.000000,0.034899,0.999391为刀头在工件坐标系中的单位矢量方向。
这两组数据用来描述刀具所在的空间位置,这个位置需要在后置处理中改成机床所接受的描述方式。
PT 2表示这是刀具的第2次走刀后到达的位置。
1.后置处理的几何算法
使用商用CAD/CAM软件得到的是APT格式的文件,这种文件使用的是工件坐标系,给出的是刀头的位置与刀具的矢量方向。
而一般五轴机床是以转轴中心为控制点,所需的是转轴中心点的位置与刀具旋转的角度A,B以及进刀因数E。
故,需要进行几何运算实现坐标系的转换。
对于具体的计算过程,在[4]与[5]、[6]中均有较为详细的描述。
对于不同的机床,其所需描述刀具位置的因素也可能不同,甚至坐标系的确定也不一致。
故,难以有较为统一的算法来确定坐标上的转换。
但是坐标转化的思想是相同的,即通过空间几何的方法,将APT文件中的机床刀头位置与刀具矢量方向转变为具体机床所需的数字量。
2.后置处理的译码
APT文件中并不包含一般机床所用的G代码或是M代码,而是用GOTO、STOP等语句来描述机床的动作,后置处理的译码既是将这些一般性语句改成专门的机床运动语句。
下面是一些APT中的常用语句所代表的含义。
读者可以根据机床的语法来对应相应的描述。
表1APT常用语语意
APT语句所表示的含义
FROM/x,y,z, a,b,c 无切削移动至位置(表示因素由机床决定)
GOTO/x,y,z a,b,c 切削至位置(表示因素由机床决定)
FEDRAT/n 进给量
CUTTER 刀具
SPINDL/n,cw(ccw) 旋转速率顺时针,(逆时针)
/off 停止旋转
COOLNT on 打开冷却液
off 关闭冷却液
RAPID 快速进给至
STOP 停止运动
FINI 程序结束
3.程序设计框图
图3 [4]中给出的后置处理过程图
这是[4]中给出的一个后置处理过程图,其进行了由大型商用软件Catia所产生的APT 文件到MACS5000五坐标数控龙门铣床数控程序的后置处理文件的编写。
从过程上看,后置处理分为运动语句的后置处理与非运动语句的后置处理两部分,运动语句的处理主要是位置因素的计算,而非运动语句则是APT语句到NC代码语句的转化。
这个流程图代表了一般后置处理的过程。
四.结论
总体来说,由于机床程序的多样性,很难找到一个通用的方法对APT文件进行后置处理。
使用最广乏的仍旧是一对一的编程方式。
在程序的编制过程中,对机床坐标转化的把握,以及机床语言的熟悉程度是决定后置处理程序好坏的关键。
对机床的了解主要包括,刀具位置描述所需的因素,坐标原点的位置,进给量、转速等的描述方法,运动的描述以及一些特殊的语法。
后置处理得到的结果可能是错误的,其原因可能是因为后置处理的翻译过程存在问题。
也可能是APT刀轨本身具有一定的问题,需要通过一定的手段来检验NC代码的准确性。
一般可以直接运行来检验其正确性,也可以使用一定的数控仿真软件进行模拟仿真来验证其准确性。
后置处理的研究是机床程序语言不通用性的产物,也必然会随着机床控制通用性的实现而消亡。
而机器人操作PC化的趋势也许会使机床的控制的通用性成为现实,那时,后置处理也会越来越少的受人关注。