基于UG的整体叶轮加工编程和Vericut的五轴加工仿真.doc

整体叶轮UG数控编程和Vericut加工仿真 前言 UG五轴后处理创建 A-C双转台五轴联动数控机床运动学变换 针对实验室自主开发的AC双转台五轴数控机床进行运动学分析，建立坐标系以描述机床的运动，如图1 所示。其中A 轴和C 轴为两个回转轴，C轴随A轴运动；Csys_W 为与工件固联的工件坐标系（且与C轴固联）；Csys_T 为与刀具固联的刀具坐标系，其原点设在刀位点上，其坐标轴方向与机床坐标系一致；Csys_A为与定轴A 固联的坐标系，其原点 为两回转轴的交点，其坐标轴方向与机床坐标系一致。则其运动关系即是刀具坐标系Csys_T相对于工件坐标系Csys_W 的变换关系，它可进一步分解为Csys_T相对于Csys_A的平动和Csys_A 相对于Csys_W的转动。 初始状态下，转动轴C 的轴线平行于刀具坐标系的Z 轴；此时，工作台与Z 轴垂直，工件坐标系的方向与机床坐标系一致，刀具坐标系原点与工件坐标系原点重合，记交点的位置向量记为。在刀具坐标系中，刀具的位置和刀轴向量分别为 和。记机床平动轴相对于初始状态的位置为，回转轴A 和轴C 相对于初始状态的角度为A 和C，此时，工件坐标系中刀轴方向和刀位向量分别为和。 A-C双转台坐标系 通过标变换 （1.1） （2.2） （2.3） （2.4） （2.5） （2.6） 将式（2.3）到（2.6）分别代人式（2.1）、（2.2）得： （2.7） （2.8） 由（2.7）和（2.8）得： （2.9） （2.10） （2.11） （2.12） （2.13） UG Post/Builder创建五轴后处理 使用UG NX模块生成刀轨后，其中会包含GOTO点和其它机床控制的指令信息。由于不同的数控机床控制系统对NC程序格式有着不同的要求（数控机床的控制器不同，所使用的NC程序格式也就不一样），数控机床的结构形式也有所差异，故刀轨源文件不能直接被数控机床使用。因此，NX CAM中的刀轨必须经过处理转换成特定机床控制器能够接受的NC代码格式，这一处理过程称为“后处理”[17]。 首先分析实验室的五轴联动数控机床结构和数控系统，测量机床的主要结构参数（如行程、精度等），从而用NX Post Builder创建符合机床控制系统的NC处理程序。后处理流程如图8所示。 UG后处理流程 创建五轴后处理的流程如下： 新建后处理文件 运行UG NX/Post Builder，新建五轴后处理程序，命名为HPDM_5axis.pui，机床类型选择Mill，结构型式选择5-Axis with Dual Rotary Tables，点击“OK”进入后处理设置接口，如图3所示。 新建五轴后处理程序 第4轴参数设置 在“5-Axis Mill”下选择“Fourth Axis”选项，设置“Machine Zero To 4th Axis Center”，“Axis Limits”设为0~90°，如图4所示。点击“Configure”按键弹出“Rotary Axis Configure”对话框，第4轴选择YZ平面，“Word Leader”设为“A”；第5轴选择XY平面，“Word Leader”设为“C”，点击“OK”保存设置（图5）。 第4轴参数设置对话框 回转轴结构设置对话框 （3）第5轴参数设置 在“5-Axis Mill”下选择“Fifth Axis”选项，设置“4th Axis Center To 5th Axis Center”，“Axis Limits”设为-99999.999~99999.999°，如图6所示。 第5轴参数设置对话框 （4）Rapid Move（快速运动）格式设置 点开Program Tool Path选项卡，在左侧树形结构窗口中选择Tool Path下的Motion，如图7所示。 打开Motion项目框 点击右侧窗口的Rapid Move节点，弹出Event:Rapid Move对话框，如图8所示。 打开Rapid Move设置框 在Rapid Move对话框中，将Work Plane Change选框改成未选中，修改后的结果如图9所示。 修改Rapid Move格式 修改前后的输出的部分G代码如下所示。  刀轨CLFGOTO/