深孔钻专用UG后处理构建及应用

  深孔钻专用UG后处理构建及应用  黄伟淳吴博Summary：本文通过对深孔钻的分析，并介绍了在UGNX/POSTBUILDER中通过使用TCL语言来定制钻孔程序的方法，解决了在现有机床设备的钻孔程序编程难题，提高编程效率和程序的质量。Key：深孔钻;工艺分析;UGNX/POSTBUILDER;TCL语言;定制引言制造业中通常将孔深与孔径比大于5的孔称为深孔。在轮胎模具上面为了在硫化轮胎的时候达到更好的排气效果，遍布着密密麻麻的排气孔。一块花纹的排气孔大概是在300-500个孔，孔径一般都是小于3mm，最小的可达到1.2mm，深度在25-120mm不等，同一块花纹块的孔的深度也会由于背面的尺寸不同导致深度不一。本文通过对深孔加工的刀路进行分析，然后结合UG软件后置处理工具UGNX/POSTBUILDER的功能开发出专用的UG后处理，实现电脑编程，并在现有的数控机床上进行钻孔加工。一、深孔加工工艺分析数控系统提供的固定循环功能中，一般能满足绝大多数的孔加工循环，但是在进行深孔加工时，随着孔深的加深，排屑必然变得困难，在钻深固定的情况下，往往是在开始时适合，等到接近孔底时便会产生众多问题。经过测试，下面的钻孔的走刀方式是相对比较合适的钻孔方式。首先钻头已低转速快速移动到距离孔口0.5mm。以低转速和正常的进给的状态寻孔进入预先加工好的引导孔内。进入引导孔后转速迅速恢复到正常转速。接着进行钻深，钻到既定深度后，快速提刀到刀尖距离孔口2mm处，钻头不完全退出孔口，目的是在快速提刀的时候可以把断屑排出孔内，但是钻头前端还是保留在孔内，保证钻头的方向不会变化，下一阶段钻深不需要再次寻孔，减少对孔口质量的影响。接着不做暂停，直接快移到距离上次钻孔深度的0.5mm处，这时进给速度降到正常钻孔速度，继续钻孔，到底既定深度后再次快速提刀到距离孔口2mm处。重复该流程，直到钻到孔的要求深度后，直接快速退刀，退出孔口。二、专用的后处理构建2.1、TCL编程语言TCL（ToolCommandLanguage），是一种很通用的脚本语言，它几乎在所有的平台上都可以解释运行。它实际上包含了两个部分：一个语言和一个库。UG软件后置处理工具UGNX/POSTBUILDER中定制的不同的TCL指令会从数控加工文件中抽取信息，依据事先的定义分别加以处理，最后生成可以被数控机床不同控制系统接受的程序代码。TCL编程语言可以进行计算和循环等功能，我们可以通过编制TCL的语句实现自动判断深度，进行计算加工的步距，实现我们需要的钻孔方式。2.2、后处理的构建本后处理利用的是FANUCG68.2倾斜面加工的原理进行增量编程，HEIDENHAIN的PLANE功能和SIEMENS的CYCLE800功能也可以使用此方式，只是指令根据不同的数控系统不同进行指令修改即可。此文构建的后处理是适合DOOSANVC630/5AX机床，控制系统为FANUCSeries31i-MODELB5。根据机床的加工手册及架构构建合适的后处理，过程此文不做详细介绍。构建好的后处理中在现有循环里的循环平面更改必须有FANUCG68.2倾斜面加工的指令切换到定制命令中创建一个新的用户定义命令，名字为PB_CMD_drill_text。UG软件后置处理工具UGNX/POSTBUILDER是在TCL语言的基础上建立起来的，所以用户定义命令的编程方式跟TCL语言的编程方式一致。UGNX/POSTBUILDER扩展了TCL语言，下面的代码会涉及到一些扩展命令或变量，这些命令或变量都是以MOM或mom开头的，以适应一些UGNX/POSTBUILDER中的特殊用途。MOM变量可以通过MOM变量浏览器中进行查找和了解相关细节。首先我们需要对命令中会用到的变量进行声明，使用global语句来声明，后面才能使用这些变量值。部分变量声明语句如下：globalmom_posglobalmom_cycle_feed_to_posmom_cycle_rapid_toglobalmom_cycle_retract_to_posmom_cycle_retract_to…………接下来我们需要对變量进行赋值及计算，赋值是采用set语句。计算出孔的实际深度，然后才可以根据孔的深度判断需要加工的层数。部分赋值和计算语句如下：setmom_cycle_rapid_to_pos（2）[expr$mom_pos（2）+$mom_cycle_rapid_to]setmom_cycle_retract_to_pos（2）[expr$mom_pos（2）+$mom_cycle_retract_to]setmom_cycle_feed_to_pos（2）[expr$mom_pos（2）+$mom_cycle_feed_to]…………接着需要使用MOM_output_literal的方式，即输出命令的方式将我们要输出的指令进行强制输出。首先输出钻孔前的相关准备指令，使用G91增量编程的方式，这样才能更好得控制实际刀路的走刀距离。主轴正转以低转速，快速移动到下刀点，开启冷却液，低速进入孔内，进入孔内后主轴正转调用操作中的转速，format%.0f代表取值的小数点后几位数，开始钻第一次，钻后快速提刀到距离孔口2mm，不完全退出孔外。具体指令语句如下：MOM_output_literal"G91"MOM_output_literal"M03S100"MOM_output_literal"G00Z[format%.3f"$mom_cycle_A1"]"MOM_output_literal"M08"MOM_output_literal"G01Z-2.5F100"MOM_output_literal"M03S[format%.0f"$mom_spindle_speed"]"MOM_output_literal"G01Z-2F[format%.0f"$feed"]"MOM_output_literal"G00Z2"接着需要使用TCL语言流程控制中的if-elseif-else多层决策结构判断语句，根据不同情况输出不同的指令，直到已经钻到孔的要求深度，最后快速提刀退出孔口，提刀到安全高度。部分指令语句如下：if{$mom_cycle_AA>0}{MOM_output_literal"G01Z-3.5F[format%.0f"$feed"]"MOM_output_literal"G00Z1"if{$mom_cycle_AB>0}{MOM_output_literal"G01Z-2F[format%.0f"$feed"]"MOM_output_literal"G00Z2"…………}elseif{$mom_cycle_AA==0}{MOM_output_literal"G01Z-1.5F[format%.0f"$feed"]"}else{MOM_output_literal"G01Z[format%.3f"$mom_cycle_ZAA"]F[format%.0f"$feed"]"}MOM_output_literal"G00G90Z[format%.3f"$mom_cycle_retract_to_pos（2）"]"用户定义命令PB_CMD_drill_text的设置完成后，切换到程序里面的现有循环，找到里面的深钻，打开后将里面的所有内容都删除，插入前面已经设定好的用户定义命令PB_CMD_drill_text。如果无法删除，请在前面找到公共参数，打开进去，在深钻前面的定制打勾，这样就可以自定义深钻里面的内容。同时该后处理需要配套UG编程里面的操作设置，循环类型里面的循环需要选择“钻，深孔钻”对应我们把用户定义命令PB_CMD_drill_text设置在深钻里面。然后不需要设置安全高度，但是最小安全距离必须高于所需横跨的高度。结语通过TCL与UGNX/POSTBUILDER结合的二次开发，在UGNX/POSTBUILDER中的CustomCommand（用户自定義命令）插入自己编写的TCL子程序，以满足特殊需要的输出格式，解决了钻孔程序的编程问题，减少程序编制中的失误，提高编程效率。所以学习并掌握TCL语言定制用户命令，对我们能更好地使用UGNX/POSTBUILDER是有很大帮助。Reference：[1]罗颖.TCL语言简介及其在UGCAM后处理注释中的应用[J].机械，2007（S1）.[2]王峻.现代深孔加工技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.[3]周瑜哲.基于深孔加工技术的应用探讨[J].山东工业技术，2018.[4]杨彦伟.宏程序在深孔加工中的应用研究[J].太原城市职业技术学院学报，2015.[5]胡明江.UGNX_POSTBUILDER结合TCL扩展UG_CAM后处理[J].金属加工，2009. -全文完-