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基于UG CLS文件使用C语言制作智能后处理工具


基于 UGCLS 文件特性,利用 C 语言制作附带业务规则的后处理工具的一个思路

1 前言 UG 后处理操作是 UGCAM 数控加工工作中一个重要环节, 主要任务是把在 UG 加工环境下生成的加工刀位文件转换成 机床可接受的数控代码文件。UG 本身提供了强大的 Post Builder 后处理构建器,但是从实践使用来看,普遍存在后处 理过程缓慢,后处理不能够

智能,调整不灵活的等弊端。这主要是因为,对应不同的加工方式,所要求的刀位文件格 式不一样,这就要求编程者,针对每一个操作根据不同的加工方式,选择不同的后处理模板,操作非常繁琐,容易出 错。很多使用 UG 软件做数控编程的企业,或多或少的都存在这样的问题。另外,在构建后处理工具时,后处理构建者 大多只考虑后处理的刀位文件格式能否被机床认可,而很少有人考虑融入业务逻辑的智能处理和智能检查功能,后处 理工序的智能化还没有受到普遍的重视。 下面介绍基于 UG CLS 文件使用 C 语言制作智能后处理工具的一个思路。 2 思路介绍 在 UG 加工环境下编制好的加工程序,可以整组输出为 CLS 文件。充分分析 CLS 文件,我们可以利用这个文件的特 点来开发附带业务规则的后处理工具。为了更好的进行介绍,首先准备好一个 CLS 文件,并分析其特点:选中一组编 制好的加工操作,这组加工程序包含两个加工操作,P50-A 和 P30-B。它们的刀轨分别如图 2 和图 3:

CLS 文件包含了很多操作信息,上图只是指出了部分信息。UG 导出的 CLS 文件格式统一,规律性很强,所以基于 CLS 文件做开发的可行性很强。下面举例介绍如何利用这些信息来为我们服务。 2.2 操作名的利用 利用操作名称可以帮助定义后处理的过程。例如根据操作名称区分后处理格式。 举例:刚刚那两个操作的操作名称分别以“A”和“B”作为后缀。我们可以在 CLS 文件中提出每一个操作名称的 后缀,然后根据后缀的不同,安排不同的后处理格式。

代码调试环境:在 WinXP 操作系统上,使用 VC++调试工具完成,也可用 C 语言环境完成。调试运行这个程序前, 请首先保证在目录 C:\Lizi\下面已经存放了 UG 刚刚导出的 Lizi.CLS 文件。 并在 C:\目录下创建名为“NC”的文件夹。 调试运行程序结果如图 5。

后处理的 NC 文件存放在 C:\Lizi\下,其格式如图 6 和图 7:

上面的介绍,只是利用操作名方面的一个简单的思路,利用操作名我们还可以加入更多的业务规则。如果深入一 下思路,还可以增加输出数控加工程序单等功能。 2.3 刀具参数 检查刀具名称和刀具参数是否对应。 一般在定义刀具名称的时候我们都会附加一定的含义。 比如比较复杂的刀具命名 “T15_D6_CR2_0.1_S8000”表示 直径 6mm,,刀具圆角半径 2mm,留量 0.1,主轴转速 8000;简单的刀具命名有“BALL_50”表示直径为 50mm 的球刀, “MILL_20”表示直径 20mm 的端铣刀等。但是在创建刀具时,往往会出现编程人员疏忽导致的刀具名称和刀具参数不 对应的情况发生。这是很危险的。因为这会造成编程员主观选择了认为正确的刀具,而实际却使用错误参数的刀具进 行编程,这种错误一般不易察觉,可能会造成被加工工件报废的情况发生,后果比较严重。现在应用 UG 做数控编程普 遍采用编程模板,模板里包含了参数正确的刀库,可以有效避免这样的情况发生。还没有使用模板的编程者,应当考 虑在后处理中增加自动检查环节。将刀具名称与刀具参数进行对比。如果不一致,中断后处理,并提示错误信息。这 样可以彻底屏蔽刀具名称和刀具参数不一致的情况发生,明显提升数控加工程序的可靠性。 具体方法是: 在 CLS 文件里分别抽取刀具名称和刀具参数。进行对比。如不一致中断后处理工作,并报错。

在上面的例子中,我们只检查了一个刀具参数。如果刀具命名十分讲究的话,还可以检查其它参数。甚至结合操 作名,检查操作是否使用了合适的刀具等等。 2.4 主轴轴向参数的利用 对于一个复杂的待加工零件。可能需要编制 30 度头、90 度头、五轴加工程序。一般在 UGCAM 环境下编制一个非直 头程序,需要指定刀轴矢量,如果不小心指定错误(例如 30 度指定成了 35 度)往往不易被发现。那么我们可以在后 处理时,利用主轴轴向参数检查刀轴矢量(主轴轴向)是否正确,从而保证加工程序刀轴矢量的正确性。 具体方法是: 在 CLS 文件里抽取主轴轴向参数。如轴向参数不正确,中断后处理工作并报错。以 30 度头为例,主轴轴向参数的 K 值一定等于 0.8660254。如图 9。

如果在处理 30 度头程序的时候,其轴向参数如果不等于 0.8660254,那么就报错。

在上面的例子中,我们只检查了 30 度头的刀轴矢量。稍作变化我们就可以检查直头、90 度头的刀轴矢量。结合操 作名,我们可以进行对应检查。例如我们约定以数字“3”为后缀的操作名表示 30 头操作,那么可以在后处理操作名 后缀为“3”的操作时进行刀轴矢量检查,如果 K 值不等于 0.8660254 就报错。(直头 K=1.0000000;90 度头 K=0.0000000)。如果深入利用主轴轴向参数,我们还可以通过 I、J、K 值来得到五轴加工操作的 A、C 值或 B、C 值等 等,并将它们输出到 NC 文件和加工程序单中,这里由于篇幅限制就不详述了。

2.5 刀位参数的利用 利用刀位参数,我们可以检查程序的安全平面是否定的足够高,以直头操作为例,具体思路是,将此操作中的每 一个刀位与第一个刀位点的参数进行比较。 (例如前面例子中的 P50-A,第一刀的点位和最后一刀的点位都在安全平面 上。)如果操作中,某一刀点位的 Z 值高于第一刀点位的 Z 值,那么我们就可以中断后处理并提出报警,通知编程员

程序中有高于安全平面的刀位点,可能会带来加工危险。 这个利用思路比较简单,具体代码就不作介绍了。 充分利用刀位参数,我们可以遍历一个操作的所有刀位点,得出此操作的 Z 向加工落差,当落差过于大时(超出 加工范围规定时) 或 X、 向超出加工范围时, , Y 进行报警。 另一种利用思路是可以获得每个操作的总位移, 结合 UG CLS 文件中每个操作的进给 F 值,可以在加工程序单中给出每个操作的加工时间和工件总加工时间。 3 结论 充分利用 UG CLS 文件中的信息,多重组和这些信息,再结合实际的业务要求,我们可以实现加工操作打包,自动 换刀,智能判断后处理格式,加工余量(留量)检查,组合对应检查,计算加工时间,多功能程序单,G00 代码设置等 等功能。智能后处理工具,不但明显简化了后处理工作的复杂性,提升了后处理的效率,还对加工操作又增加了一道 智能检查环节,全面提升了加工程序的可靠性,使绝大部分的编程错误在后处理过程中都予以避免,可以为企业减少 非常可观加工损失! 更强的后处理工具还可以使用 VC++制作优良的交互界面,增加预设置功能,例如,增加选择后处理 NC 文件存放目 录设置和报警条件设置,增加后处理格式自定义对话框等等,方便加工编程员调整,同时结合 UGOPEN 增加按钮到 UG 界面下,将工具镶嵌到 UG 菜单里,方便使用。 不断追求更高效、更智能、更可靠的后处理工具,让它来为我们更好的服务。 [参考文献] 参考文献] [1] 安杰 邹昱章,《UG 后处理技术》,清华大学出版社,2003 年 9 月出版。 [2] 谭浩强,《C 程序设计》,清华大学出版社,1991 年 1 月出版。

CLS 文件已经准备妥当,现在现在开始详细介绍。 2.1CLS 文件的简单分析 刚刚后处理的 CLS 文件包含了 UG 操作中的一些关键信息,如操作名称等等。如图 4。


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