UG在線切割編程中的應(yīng)用

1、 . UG在線切割編程中的應(yīng)用與技巧周林 王寶瑞2006-2-13CAD/CAM與制造業(yè)信息化 本文討論了UG線切割編程模塊優(yōu)缺點(diǎn)，并通過UG的平面銑模塊增強(qiáng)線切割編程刀具軌跡的多樣性和易控制性。在掌握電火花機(jī)床數(shù)控編程規(guī)的基礎(chǔ)上，研究了應(yīng)用UG進(jìn)行線切割編程與其程序后置處理的方法，編制了適合線切割機(jī)床的后置處理文件。通過該方法生成的NC代碼在機(jī)床上面運(yùn)行情況良好。前言 線切割加工通過電極絲與導(dǎo)電工件之間放電腐蝕成型來完成工件加工，由于是非接觸加工，加工過程中不存在加工應(yīng)力，因而可以進(jìn)行普通機(jī)械加工難以完成的工件如淬火鋼、薄壁件等脆硬材料的加工。因此線切割加工廣泛地應(yīng)用在機(jī)械以與模具行業(yè)中。美

2、國UGS公司出品的UG軟件是一款集CAD/CAM/CAE于一身的高端三維CAD軟件。其中包含零件設(shè)計(jì)、二維工程圖、零件加工和仿真以與有限元分析等模塊。通過模塊之間的無縫集成，實(shí)現(xiàn)了零件的三維信息在設(shè)計(jì)、數(shù)控加工以與有限元分析模塊之間的共享，具有設(shè)計(jì)修改方便，更新迅速等特點(diǎn)。1UG線切割編程功能 1.1 UG線切割模塊 UG的線切割模塊包含無廢料部切割、工件形切割、外形切割以與開口輪廓切割等幾個(gè)加工子模塊，如圖1所示。用戶可以根據(jù)加工需要，靈活選擇其中一個(gè)或者幾個(gè)子模塊，就可以完成零件的線切割加工任務(wù)。這些模塊基本上滿足零件了從2軸到4軸的線切割加工需求。圖1 UG線切割加工模塊 在線切割加工中

3、，有的工件型腔（大深徑比）需要采用無廢料切割方式把型腔的材料全部腐蝕掉以完成加工。通過UG線切割模塊里面的無廢料部切割方式生成的刀具軌跡，有時(shí)存在不合理的刀路，如尖角等，這就要求我們對走刀方式進(jìn)行控制。然而采用無廢料部切割模塊生成的程序其走刀方式是軟件默認(rèn)的方式，無法控制、修改。 1.2 巧用UG平面銑模塊編制線切割程序 由于線切割編程模塊存在不便之處，在分析了UG平面銑模塊的特點(diǎn)后，決定采用這個(gè)模塊來編制線切割無廢料部切割程序，達(dá)到控制線切割走刀方式的目的。圖2為平面銑模塊的子模塊面板。圖2 平面銑模塊 UG平面銑模塊是針對零件的平面部分進(jìn)行三軸加工的模塊，其特點(diǎn)是銑削加工發(fā)生在XY平面上，

4、Z軸的作用主要是下刀、提刀以與在加工中避讓夾具等功能。走刀方式具有靈活、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，可采取的走刀方式有單方向、往返方式、跟隨工件外形、銑外形以與混合加工等等，如圖3所示。線切割機(jī)床的工作平面為XY平面，通過線切割絲在二維平面上的運(yùn)動(dòng)完成零件的加工。如果能夠在UG平面銑模塊編程時(shí)，抑制Z軸下刀和抬刀，就可以生成只含XY兩個(gè)坐標(biāo)的刀具軌跡文件。通過后處理便可以生成適用于線切割機(jī)床的數(shù)控程序，這樣就極增強(qiáng)了線切割編程走刀方式的可控性。圖3 平面銑走刀方式 圖4是一個(gè)典型零件的外形，現(xiàn)在需要用無廢料部切割方式進(jìn)行橢圓型腔的加工，如果直接采用UG線切割模塊里面的無廢料部切割方式進(jìn)行加工，則生成的刀具

5、軌跡如圖5中軌跡1所示，軌跡里面存在尖角，機(jī)床在尖角處突然變向容易而引起沖擊。圖5中軌跡2和軌跡3是通過平面銑方式生成的兩種不同走刀方式的刀具軌跡。從這三種走刀軌跡可以看出，采用平面銑的刀具軌跡有更好的可控性，而且生成的程序更加平滑，沒有尖角，因而不會(huì)引起機(jī)床的沖擊，更好地保證了零件的加工精度以與延長了機(jī)床的使用壽命。圖4 典型線切割工件圖5 線切割模塊生成刀具軌跡P2進(jìn)口線切割機(jī)床數(shù)控編程 我單位某進(jìn)口線切割機(jī)床具有很高的定位精度和重復(fù)定位精度，適合加工表面粗糙度要求高，尺寸精度控制嚴(yán)格的零件?，F(xiàn)以該機(jī)床的程序編制為例，介紹線切割程序編制一般步驟。 前述生成的刀具軌跡是刀具在加工過程中所經(jīng)過

6、的一系列位置點(diǎn)的集合，稱之為刀位，以一定格式和表述方法來記錄這些刀位位置信息的文件稱為刀位文件。在UG中，這些文件一般都以cls（cutter location source）文件格式保存，里面不僅記錄了刀位的點(diǎn)位信息，同時(shí)還包含刀具信息以與進(jìn)給、主軸轉(zhuǎn)速等其他加工信息。刀位文件不能直接用于數(shù)控機(jī)床，要使數(shù)控機(jī)床識別這些刀位，就應(yīng)該將其轉(zhuǎn)變成機(jī)床能夠識別的NC代碼。圖6為刀位文件轉(zhuǎn)換成NC代碼的流程圖。其中后置處理文件包含兩個(gè)，一個(gè)是以tcl結(jié)尾的文件，另外一個(gè)是以def結(jié)尾的文件。UG后處理中，通過這兩個(gè)文件來定義機(jī)床類型以與在后置處理中生成NC代碼的格式。通過后置處理編輯器POSTBUIL

7、DER創(chuàng)建和編輯上述兩個(gè)文件，使其符合特定的機(jī)床規(guī)。圖6 刀位文件后置處理流程圖 2.1編程規(guī)與后置處理 在編制該機(jī)床的后置處理器之前，首先要了解該機(jī)床的程序規(guī)。該線切割機(jī)床的編程規(guī)有如下一些特點(diǎn)，（1）程序開頭以N作為序號，后面的數(shù)字從1往后以1逐步遞增；（2）程序第一段以G00作為機(jī)床的定位點(diǎn)，此點(diǎn)必不可少，而且只能在一個(gè)程序中出現(xiàn)一次。然后再進(jìn)行直線（G01）、圓?。℅02或者G03）等的插補(bǔ)；（3）程序中每一段都以分號“；”結(jié)束；（4）圓弧中心I、J值為從圓弧起點(diǎn)指向圓心的向量；（5）當(dāng)整段程序運(yùn)行完成以后，以M02完成該程序段。 2.2 UG后處理編制 在了解了該機(jī)床的編程規(guī)后，下面

8、的工作就是按照該規(guī)創(chuàng)建、編輯與之相應(yīng)的后置處理文件。最后進(jìn)入后置處理時(shí)，輸入創(chuàng)建的后置處理文件，把刀位文件轉(zhuǎn)換為該機(jī)床的NC代碼。UG的后置處理文件編輯器POSTBUILDER主界面如圖6所示，選擇相應(yīng)機(jī)床類型，然后根據(jù)規(guī)編輯機(jī)床行程、程序序號以與程序結(jié)尾等相關(guān)容，保存創(chuàng)建容，POSTBUILDER自動(dòng)生成上述兩個(gè)文件（.tcl，.def），就可以應(yīng)用于后置處理器中了。 上述采用平面銑模塊生成的線切割刀位文件在進(jìn)行后置處理時(shí)，需另外編制后置處理文件。其中機(jī)床類型選擇為三軸銑，否則在進(jìn)行后置處理的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)出錯(cuò)。其余容按照編程規(guī)進(jìn)行編輯、修改即可。圖7 后置處理文件編輯器 2.3編程實(shí)例 以上述

9、圖4中的零件為例，采用平面銑模塊創(chuàng)建如圖5中軌跡2，生成刀位文件。創(chuàng)建、編輯后處理文件并保存。通過后置處理生成的NC代碼如下，該NC代碼在機(jī)床上面運(yùn)行良好。N1 G00 X0.0 Y1.;N2 G01 X0.02;N3 G01 X0.03;.N259 G02 X18.545 Y-47.884 I-54.147 J152.257;N260 G02 X0.0 Y-49. I-18.662 J155.49;N261 M02;3.結(jié)束語 利用UG軟件進(jìn)行線切割數(shù)控編程，縮短了程序編制時(shí)間，提高了加工效率。通過對線切割數(shù)控規(guī)的分析，創(chuàng)建了后置處理文件并應(yīng)用于后置處理器，把刀位文件轉(zhuǎn)化成了機(jī)床能夠識別的NC程序。同時(shí)，通過平面銑模塊進(jìn)行線切割無廢料切