UG4.0多轴铣后处理的建造

UG4.0多轴铣后处理的建造
使用UG4.0的后处理工具中的Post Builder（后处理建造器），可以按照需要自己定义不同结构类型和不同控制系统的机床所适用的后处理。

第一节新建一个后处理
1.1 新建一个后处理的操作过程
首先，运行Post Builder：在程序/UGS NX 4.0/Post Tools 位置找到Post Builder，点击
它，运行后处理建造器；程序启动完成后，点击图标，或点击菜单“File”，在菜单中点“New”，弹出窗口上方标志为“Create New Post Processor”(新建后处理程式)；在此窗口页面中，设定好机床的基本形式，按窗口下方的“ok”按钮确定，新建后处理成功，
进入此后处理的参数设定界面；最后，设定好需修改的参数，点击图标，将新生成的后处理保存到自己选定的位置，以后使用时可以从这里查找。

图1 新建后处理
1.2 机床基本类型的参数设定
在“Create New Post Processor”(新建后处理程式) 页面中，需要设定这个后处理所支持的机床，具体内容下面按照页面从上至下的次序说明如下：
Post Name －后处理名称：可以自己给新建的后处理起个名字。

如果不做修改，默认的名称为“new_post”。

Description －描述：可以给这个新建的后处理编写一些说明文字。

Post Output Unit －后处理输出单位：这里有两个选项Inches －英制和Millimeters －公制，一般情况般我们都选择公制单位。

Machine Tool－机床类型：有三个主选项“Mill”“Lathe”“Wire EDM”，分别为铣床、车床、线切割机，我们主要应用的是铣床“Mill”，选中这个选项。

在三个主选项下方，有一条下拉式菜单，用来选择机床的子类型，本文只介绍铣床的类型。

可供选择的类型有7种：3-Axis－3轴、3-Axis Mill Turn (XZC)－3轴车铣、4-Axis with Rotary Table－4轴转台、4-Axis with Rotary Head－4轴摆头、5-Axis with Dual Rotary Heads－5轴双摆头、5-Axis with Dual Rotary Tables－5轴双转台、5-Axis with Rotary Head and Table－5轴转台加摆头。

Controller－控制器：机床的控制器，也就是指控制系统。

有三个选项：
Generic－通用的：一般情况下，大多数机床都可以用此选项。

Library－从列表选择：UG软件系统内置了一些国际上常用的数控系统的标准，可以从下面的下拉菜单中选择。

User’s－用户自定义：可以浏览电脑中的文件，参照已有的其他后处理的控制器标准。

我们一般选择通用的（Generic）控制器。

1.3 如何使用新建好的后处理
方法一：在UG中使用后处理功能时，点击在可用机床选框下的浏览键，选择到刚刚保存后处理的位置，找到文件并选中，按“OK”确定。

在可用机床列表中的最下面就会显示刚选择的文件名，后处理刀轨时选择它即可。

此方法使用比较简单，但缺点是每次重新进入UG，都必须在后处理刀轨时浏览后处理文件保存的位置。

方法二：在可用机床列表中直接选择新建的后处理。

这种方法的基础是要将新建的后处理加入到UG后处理界面的可用机床列表中。

用UG/Post Builder建造的后处理保存后生成三个文件，主文件名为后处理的名称，后缀名分别为“.def”“.tcl”“.pui”。

例如后处理名称为“new_post”，则生成三个文件：new_post.def、new_post.tcl、new_post.pui，将这三个文件复制到UG安装目录中的如下位置：“盘符:\UGS\NX 4.0\MACH\resource\postprocessor\”；再在此目录中找到文件“template_post.dat”，用记事本打开这个文件，在文件中加入一行：
New_Post,${UGII_CAM_POST_DIR}new_post.tcl,${UGII_CAM_POST_DIR}new_post.def 保存修改过的文件。

以后再进入UG NX主程序的加工模块，在UG后处理刀轨的页面里的可用机床列表中就加入了“new_post”这个选项，以后使用这个后处理时就可以从列表中直接选择，而不需要从后处理的保存位置去浏览了。

图2 UG后处理对话框
图3 加入了NEW_POST的UG后处理对话框
第二节机床参数的设定
使用UG/Post Builder新建一个新的后处理，或者打开一个已有的后处理，在这个后处理中，共有5页主要参数要定义，分别是：Machine Tool（机床）、Program and Tool Path （程序和刀轨）、NC Date Definition（NC数据格式）、Output Setting（输出设定）、Files Preview（文件预览），在每页主要参数里又有许多子项参数设定。

这5页主要参数中，Machine Tool（机床）是最重要的参数，定义了机床的结构，机床各个轴的运动关系，是这个后处理内容的核心。

其它页参数，主要由机床使用的控制系统决定，它们的作用是保证输出NC程序中G代码的格式符合机床控制系统的兼容性要求。

本节详将细说明机床参数的设定。

机床参数设定页面分为两个区域，左边为树状结构区，右边为参数设定区，树状结构区中可选择机床参数的子选项。

树状结构区有一个根节点“5-Axis Mill”（4轴机床为4-Axis Mill，3轴机床为3-Axis Mill），在根节点下有若干个子节点：“General Parameters”－通用参数、“Fourth Axis”－第四轴、“Fifth Axis”－第五轴。

第五轴只有五轴机床有，第四轴只有四轴和五轴机床有，三轴机床只有通用参数。

图4 机床参数设定界面
2.1通用参数的设定
点击树状结构区中的根节点“5-Axis Mill”，右边显示Post Information（后处理信息），包括机床描述，机床类型，输出单位等内容，这些在新建机床时已经设定好，这里可以检查、修改。

点击树状结构区中“General Parameters”，右边参数区显示了该机床的通用参数，这些参数包含了机床的基本信息，不管是三轴机床还是多轴机床，都需要设定好这些参数：Output Circular Record －圆弧刀轨输出：选择“Yes”或者“No”确定是否让这个后处
理输出圆弧运动，即在输出的程序中是否有“G02”或“G03”
指令。

默认值为“Yes”，一般不需要更改；若设为“No”，则
刀轨中的圆弧运动将在后处理时自动转换为线性拟合。

Linear Axis Travel Limits－直线轴行程限制：分别设定X、Y、Z三个直线轴的行程限
制。

应将后处理中三个直线轴的行程限制设定为大于等于实际
机床行程的数值。

Home Postion －机床回零位置：默认值X、Y、Z三个轴的回零位置均为0，一般不需
要更改。

Traversal Feed Rate －机床进给率：这里只设定最大值“Maximum”，使用公制单位的
机床，进给率的单位为“mm/min”－毫米/分钟，将实际机床
的最高进给率数值填入这里即可。

Linear Motion Resolution －直线插补最小分辨率：应按照实际机床的最小移动量设定
该数值。

图5 通用参数设定
2.2 多轴参数的设定
点击树状结构区中的“Fourth Axis”或“Fifth Axis”，右边参数区显示多轴参数，第四轴和第五轴参数的内容大多数是一致的，这里放在一起说明：
Rotary Axis －旋转轴：按“configure”，显示旋转轴配置菜单。

包括以下内容：
plane of Rotation－旋转平面，定义该旋转轴的旋转平面，常用的为XY、
YZ、ZX三个主平面，如果机床旋转轴为特殊的，旋转平面不是以上三
平面中的一个，则选择“Other”，用向量来指定旋转平面的法向。

Word Leader－字头，就是设定代表这个旋转轴的字母。

默认第四轴A，
第五轴为B，应根据机床实际使用的旋转轴字母设定。

Default Linearization－默认线性公差，控制多轴插补精度。

Axis Limit Violation Handing－转轴超限处理方式，有两个选项。

选择
“Warning”（警告），当刀轨运动中有发生旋转轴超限时，程序继续正
常输出，只是产生出错信息警告；旋转“Retract/Re-Engage”（退刀再
进刀），当刀轨运动中有发生旋转轴超限时，自动退刀再进刀来处理超
限问题。

四轴机床的这部分直接显示了三项参数，plane of Rotation－旋转平面，
Word Leader－字头和Default Linearization－默认线性公差。

另一项参数
Axis Limit Violation Handing－转轴超限处理方式这项参数在参数区的
右下角显示。

Rotary Motion Resolution－旋转轴分辨率：控制系统可分辨的最小转角。

默认值为
0.001，一般不需要更改。

Max. Feed Rate（Deg/Min）－最大进给率（度/分钟）：这个数值应按照实际机床所支持的旋转轴最大进给率来设定，以确保后处理生成的程序安全执行。

Axis Rotation－转向：用左手定则定义转轴方向。

“Normal”是左手定则方向，“Reversed”是反方向。

Axis Limits －转轴角度限制：定义转轴可编程的最大和最小角度。

如果行程限制范围小于360°，按实际行程设定；如果行程没有限制，可以连续旋转，有
两种情形。

当Axis Direction选择“Magnitude Determines Direction”时，
可将行程设定为：Minimum（最小值）为-359.999，Maximum（最大值）
为359.999；当Axis Direction选择“Sign Determines Direction”时，设
定最小值为0，最大值为360。

Axis Direction －转轴方向：有两个选项，默认值“Magnitude Determines Direction”是由数值大小决定方向，正负号表示不同的位置，例如B-90和B90相差
180°，顺时针向角度大的方向旋转，逆时针向角度小的方向旋转；“Sign
Determines Direction”是符号决定方向，例如B-90和B90是同一位置，
B-90是逆时针方向转到B90位置，B90是顺时针方向转到B90位置。

大多数情况下，不用正负号来决定旋转方向，因此，一般不改变此选项
的默认值，就选择“Magnitude Determines Direction”。

This Rotary Axis Can be Incremental－转轴增量方式：复选框中打上勾，则这个旋转轴转角可以采用增量方式输出。

Pivot Distance －摆长：定义摆头旋转中心到主轴端面的距离。

没有摆头的机床，此数值应设为0。

Angular Offset －角度偏置：设定刀轴零角度与机床转轴零角度之间的角度偏置。

多数情况下，该数值设为0，这个角度偏差由加工坐标系来补偿，即把刀轴
零度位置时的转角角度设为加工坐标系零位。

Machine Zero to 4th Axis Center －机床零点与第四轴中心偏差：定义第四轴旋转中心相对于机床零点的偏差。

这个数据应根据厂家提供的机床结构参数设
定，或根据实际测量值设定。

4th Axis Center to 5th Axis Center －第四轴中心与第五州中心偏差：第四轴和第五轴的转轴可能不相交，这里定义两个旋转轴之间的偏心量。

这个数据应根
据厂家提供的机床结构参数设定，或根据实际测量值设定。

在Machine Tool机床参数页面中，树状结构区的上方和参数设定区的下方，有以下几个按钮：Display Machine Tool、Default、Restore。

Display Machine Tool：显示机床结构简图。

在定义好机床参数后可以按此键，显示机床结构简图，方便检查；若没有简图显示，则说明该结构的机床比较特
殊，UG系统没有内置这种机床的简图。

Default：将所有参数设定的数值或选项，还原成系统默认值。

Restore：将所有参数设定的数值或选项，还原成未修改前的值。

图6－1 多轴参数设定－第四轴
图6－2 多轴参数设定－第五轴
由于Controller（控制器）我们一般选用的Generic（通用的），生成的NC程序是符合国际标准的，完成了机床参数的设定，建造这个后处理的最重要工作就已经完成了。

使用这个后处理生成的NC程序，已经基本符合机床的使用要求，只是有可能在G代码的格式上与机床控制系统的要求不完全吻合，还需要对生成NC程序的开头、结尾、暂停、自动换刀
部分进行手动修改，使之完全符合机床控制系统的要求。

要想后处理生成的程序完全符合机床控制系统的要求，而不需要进行任何人工的修改，直接使用，就要进一步设定好后处理主要参数里其它页面的子项参数。

第三节和控制系统相关的参数设定
UG后处理的机床参数确定了机床的运动学，保证输出NC程序加工产品的准确性；而其它参数决定了输出NC程序的G代码格式，保证其与机床控制系统的兼容性。

这些参数包括：Program and Tool Path（程序和刀轨）、NC Date Definition（NC数据格式）、Output Setting（输出设定）、Files Preview（文件预览）。

3.1 程序和刀轨参数设定
在程序和刀轨参数设定中可以定义、修改和用户化所有机床动作事件的处理方式。

在这一页里又有多项子页参数：
Program －程序：定义、修改和用户化“Program Start Sequence”程序头、“Operation Start Sequence”操作头、“Tool Path”刀轨（包括“Machine Control”机床控制、“Motion”
运动和“Canned Cycles”循环）、“Operation End Sequence”操作尾、“Program End Sequence”程序尾。

将每个选项中的程式格式设定为符合机床控制系统要求即可，特别要注意程序头和程序尾的格式，因为一般只有这两处格式不一定符合要求。

G Codes －G代码：定义后处理中所用到的所有G代码。

M Codes －M代码：定义后处理中所用到的所有M代码。

Word Summary －字地址定义：定义后处理中用到的所有字地址。

可以修改格式相同的一组字地址或其格式；如果要修改一组里某个字地址的格式，要到NC Date Definition页的Format子页定义。

在这里有下列主要参数要定义：
Word（字地址）：定义字的输出格式。

包括字头和后面的参数的格式、最大最小值、模态、前缀后缀字符。

字由字头加数字/文字，再加后缀组成。

字头可以是任何字母，一般是一个字母，
如：G、M、X、Y、Z等，后缀一般是一个空格。

定义格式可以直接修改，或者从
格式列表里选取。

Leader/Code（头码）：可以修改字地址的头码。

头码是字地址中数字前面的字母部分，可以输入新的字母或单击鼠标右键旋转字母。

Date Type（数据类型）：可以是文字或数字。

Plus（＋）：“＋”号输出开关。

打上勾，则正数前面输出“＋”号，反之，则不输出。

Lead Zero：前零输出开关。

Integer：整数位数设定。

设定输出整数部分的位数，数据若超出整数位数限制，会有错误提示。

Decimal（.）：小数点输出开关。

小数点不输出时前零和后零不能不输出。

Fraction：小数位数设定。

Trail Zero：后零输出开关。

Word Sequencing：字符输出顺序。

设定所有后处理中使用的字符，同时出现在一行程序中时，输出的先后顺序。

例如要使主轴转速“S”在主轴正转指令“M03”之后输出，只需要用鼠标拖拽，使“S”和“M03”的位置互换即可。

图7 程序和刀轨参数页
3.2 NC数据格式定义
NC Date Definition页面下，可以定义NC输出格式。

该页面有四个子页面：
图8 NC数据格式定义页面
Block（块）：这里的块表示一个机床事件，在输出的程序里就是一行程序。

定义一个块
就是设定一行程序中输出哪些字地址，以及字地址的输出顺序。

块由词组成，词由
字加数字组成。

建立块有两种方法：一种是在Program and Tool Path页，或拖拽一空行到序列、
事件里，或在序列、事件里编辑一个原有的行；另一种是在NC Date Definition页
的Block里编辑或建立一个块。

Word：字地址。

与Program and Tool Path页中的Word Summary子页的Word项相同。

Format：格式。

定义数据输出是实数、整数或字符串。

数据格式取决于数据类型，坐标值用实数，寄存器用整数，注释和一些特殊类型用字符串。

Other Date Elements：其它数据。

定义其它数据格式，如程序行号和词间隔符、行结束符、信息始末符等一些特殊符号。

3.3 列表文件和输出控制
Output Setting包括两个子页面：Listing File（列表文件）和Other Operation（其它控制）。

图9 列表文件
Listing File（如图9）控制列表文件是否输出和输出内容。

输出的项目有X、Y、Z坐标值，第四、第五轴角度值，还有转速和进给。

在Listing Files Extension后的对话框中输入字符，可以自定义输出列表文件的后缀名。

Other Operation（图10）的主要参数包括：
N/C Output Files Extension：设定输出NC程序的后缀名。

Generate Group Output：操作分组输出，生成几个NC程序。

默认值是OFF（关）。

当设为ON时，在UG CAM中选取一组刀轨进行后处理时，会将组中的每个
刀轨分别生成为一个NC程序。

Output Warning Messages：产生错误信息log文件。

Display Verbose Error Messages：在后处理过程中，显示详细错误信息。

Axtivate Review Tool：激活后处理调试工具Review Tool，用于debugging后处理。

图10 输出控制
3.4文件预览
Files Preview（文件预览）可以在文件保存之前浏览定义文件（.def）和事件处理文件（.tcl）。

最新改动的内容在上面窗口，旧的在下面窗口（图11）。

图11 文件预览
本文较详细的说明了使用UG/Post Builder自定义一个UG后处理的过程和所需设定的参数。

而如何建立一个特定机床所适用的后处理，还需要通过实例来更好的学习掌握。

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