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UG 3B格式线切割后置处理的开发

时间:2010-11-15 09:53:59 来源:

一.前言

线切割能加工各种窄槽、小凹圆角,对硬度不敏感、特别适合淬火后加工,并且成本低、操作方便,故在加工行业中是一种不可缺少的工艺手段。近年来线切割机床也迅速发展,控制系统也逐渐与世界接轨,G代码的控制系统逐渐成为主流,但在一些低端产品,尤其是老式机床中,3B格式的控制系统却几乎一统天下,我们厂是汽车模具专业生产厂,目前就有多台老式快走丝线切割机床。虽然我厂也有先进的慢走丝机床,但因快走丝机床加工成本低,对环境要求也低,所以一直是线切割工段的主力。

最初,我们编线切割程序是在autocad中用一个二次开发程序编制,后来单位上了UG,但UG常用的后置处理没有3B代码格式,我们就把UG的线条转换到 Auto CAD中,常常因为两种软件衔接不好而反复调整,费时费力,我们斥巨资购买的UG软件无法发挥其做线切割的强大功能。后来随着对UG的深入了解,发现也能处理出3B格式来,下面就介绍一下,希望能对大家有所启迪。

二.3B代码的编程规则

1.3B代码的格式为:B x B y B j G Z ,B为分割符号,x,y,j为数值,以微米为单位。j为计数长度,G 为计数方向,Z 为加工指令。

2.加工指令共有12种。

a.加工直线时,以起点为坐标原点,终点在坐标轴上时,x、y值为零,计数长度j为线段长度,按X+,X-,Y+,Y-,四半轴计数方向与加工指令分别为,GX L1,GY L2,GX L3,GY L4。

b.加工直线时,以起点为坐标原点,终点在各象限内时,x,y为终点相对起点坐标值,可同比例放大或缩小,计数长度j为线段在计数方向的投影长度,按终点在1、2、3、4象限,加工指令分别为L1、L2、L3、L4。各象限以45度线分割后,终点贴近X轴,则计数方向为GX,反之为GY。

c.加工圆弧时,加工圆弧时x,y为起点相对于圆心的坐标值,圆弧起点相对圆心在1、2、3、4象限时,顺时针圆弧分别为SR1、SR2、SR3、SR4,逆时针圆弧分别为NR1、NR2、NR3、NR4。各象限以45度线分割后,终点贴近X轴,则计数方向为GY,反之为GX。

例:


三.分析

UG 在后置处理为G代码程序时有直线(G01)、顺时针圆弧(G02)、逆时针圆弧(G03)几种格式,如果能编写一段代码将直线及圆弧按3B格式分类计算,那么处理成3B格式就容易了。

为方便介绍,将每一步的终点坐标为X、Y,起点也就是上一步终点为X0、Y0,圆心点Xc,Yc。


区域划分:

1.直线运动时,终点相对于起点在X+半轴的条件为:X>X0,Y=Y0,计数长度为:|X-X0|,指令为:GX L1;
同理X负半轴: 条件XY正半轴: 条件X=X0,Y>Y0, 计数长度|Y-Y0|,GY L2;
Y负半轴: 条件X=X0,Y
2.直线运动不在坐标轴上时,按如图2所示划分为8区域:
1/8区:条件X>X0,Y>Y0,|X-X0|>=|Y-Y0|,计数长度|X-X0|,指令GX L1;
2/8区:条件X>X0,Y>Y0,|X-X0|<|Y-Y0|,计数长度|Y-Y0|,指令 GY L1;
3/8区:条件XY0,|X-X0|<|Y-Y0|,计数长度|Y-Y0|,指令 GY L2;
4/8区:条件XY0,|X-X0|>=|Y-Y0|,计数长度|X-X0|,指令GX L2;
5/8区:条件X=|Y-Y0|,计数长度|X-X0|,指令GX L3;
6/8区:条件X7/8区:条件X>X0,Y8/8区:条件X>X0,Y=|Y-Y0|,计数长度|X-X0|,指令GX L4;

3.圆弧划分较为麻烦:

按方向,分为顺时针,逆时针;按起点象限分为1、2、3、4象限,按终点分图2所示的8区域。下面仅以逆时针,起点在1象限的圆弧加以分析:

1/8区:(优弧)条件Y>Y0,计数长度|Y-Y0|,指令GY NR1;
(劣弧)条件Y<=Y0,计数长度4R-|Y-Y0|,指令GY NR1;

2/8区:(优弧)条件X(劣弧)条件X>=X0,计数长度4R-|X-X0|,指令GX NR1;
3/8区:计数长度|X-X0|,指令GX NR1;
4/8区:计数长度2R-|Y0-Yc|-|Y-Yc|,指令GY NR1;
5/8区:计数长度2R-|Y0-Yc|+|Y-Yc|,指令GY NR1;
6/8区:计数长度2R+|X0-Xc|-|X-Xc|,指令GX NR1;
7/8区:计数长度4R-|X0-Xc|-|X-Xc|,指令GX NR1;
8/8区:计数长度4R-|Y0-Yc|-|Y-Yc|,指令GY NR1;
起点在2、3、4象限的圆弧以及顺时针圆弧同理。

四.实施

先看看UG后处理的构成,UG后处理主要由两个文件组成,*.DEF与*.TCL。前者主要定义了一些格式,后者主要定义了一些运算,我们所要加的程序代码就在后者中。

打开*.TCL,找到程序段proc MOM_linear_move { } { ……},直线运动的运算就在该段内运算,圆弧运动在程序段proc MOM_circular_move { } { ……}中。UG后处理中定义了一些变量,mom_prev_pos为前一点坐标,即起点坐标,mom_pos为终点坐标,mom_pos_arc_center为圆弧运动的圆心点坐标,mom_arc_radius为圆弧半径值,mom_arc_direction为圆弧旋转方向,等等,可从post builder 中查得。

由于UG在运算时按允差计算,并进行四舍五入,在判断相等时不要用相等,而是判断差值小于允差。

有了这些准备,就可以动手编程序了。当然也可以利用post builder做一个用户自定义指令,但核心内容不变,仍需自己编写。限于篇幅,仅示例直线运动的一部分。

global mom_l_code 自定义变量其值为:1,2,3,4
global mom_gxy 自定义变量其值为:X,Y
global mom_ba 自定义变量,第一个B 的值,即第二部分介绍的x值
global mom_bb 自定义变量,第二个B 的值,即y值
global mom_bc 自定义变量,计数长度,即j值
global mom_pos 终点变量
global mom_prev_pos 起点变量
set mom_ba abs($mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0))
set mom_bb abs($mom_pos(1)-$mom_prev_pos(1))
if {abs($mom_pos(1)-$mom_prev_pos(1)) < 0.001} {
if {[EQ_is_gt $mom_pos(0) $mom_prev_pos(0)]} {
#X正半轴
set mom_ba 0
set mom_bb 0
set mom_bc $mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0)
set mom_gxy X
set mom_l_code 1
} else {
# X负半轴
set mom_ba 0
set mom_bb 0
set mom_bc $mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0)
set mom_gxy X
set mom_l_code 3
}
} elseif {abs($mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0)) < 0.001} {
if {[EQ_is_gt $mom_pos(1) $mom_prev_pos(1)]} {
# Y正半轴
……
} else {
# Y 负半轴
……
}
} elseif {[EQ_is_gt $mom_pos(1) $mom_prev_pos(1)]} {
if {[EQ_is_gt $mom_pos(0) $mom_prev_pos(0)]} {
if{abs($mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0))> abs($mom_pos(1)-$mom_prev_pos(1))} {
# 终点在第1/8区域
set mom_bc abs($mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0))
set mom_gxy X
set mom_l_code 1
} else {
# 终点在第2/8区域
set mom_bc abs($mom_pos(1)-$mom_prev_pos(1))
set mom_gxy Y
set mom_l_code 1
}
} else {
if{abs($mom_pos(1)-$mom_prev_pos(1))>abs($mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0))}{
# 终点在第3/8区域
……
# 终点在第8/8区域
} else {
set mom_bc abs($mom_pos(0)-$mom_prev_pos(0))
set mom_gxy X
set mom_l_code 4
}
}
}
其他部分略。

五.结束语

如图2所示的图形由ug后处理出的程序如下所示,我厂的线切割需手工输入,为方便程序阅读,加入了坐标值,如果为自动传输,略加修改即可。


我做的后置处理程序经过多次改进,现在已稳定运行一年多了,效果良好。同时希望本文能给读者一定启迪,达到抛砖引玉的目的。


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