UG NX 后处理技术与应用案例 周保牛

定制后处理器是自动编程，特别是多轴数控加工的关键、核心技术环节，也是难点。UG NX 软件提供了一个开放的、功能强大的后处理构造器平台，用户可以在该平台上随心所欲地定制具体数控机床的后处理器。定制后处理器是技术密集性工作，本书在框定读者掌握向量和矩阵等数学知识，了解数控机床的主体结构和基本加工操作以及复杂零件的数控加工工艺，熟悉数控系统的编程功能、CAM 软件的刀轨创建等技术的基础上，用 TCL 语言和英语作为书写工具，在后处理构造器平台上，应用软件自带的 MOM 命令、mom 变量、PB_CMD 命令、后处理器案例等，共设置 14 章来较为系统地介绍如何定制后处理器。第 1 章后处理梗概，介绍建立后处理涉及的重要概念、工具和方法。第 2 章后处理构造器与常用 MOM 命令，介绍后处理构造器平台界面结构及使用方法和常用 MOM 命令句法。第 3 章顺序换刀三轴加工中心后处理，定制顺序换刀 FANUC 低版本数控系统三轴立式加工中心后处理器，包括工件坐标系、刀具长度和半径补偿、程序开头显示加工时间等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 4 章随机换刀转台四轴加工中心后处理，定制省时随机换刀 FANUC 低版本数控系统转台四轴立式加工中心后处理器，包括旋转轴属性、4_axis 联动和 3 1_axis 定向加工、转台松开锁紧判断、转台超程设定等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 5 章 TCL 语言，介绍 TCL 语言句法，对编制 PB_CMD 常用命令、指令格式及其应用等进行了详述，并用 ugwish.exe 学习工具或专门软件 Tclsh 做了应用验证。第 6 章 FANUC 系统随机换刀双转台五轴加工中心后处理，定制省时随机换刀 FANUC高版本数控系统双转台真、假五轴立式加工中心后处理器，包括转台定位器偏置 G54.2Pn、5_axis 联动和倾斜面 G68.2/G53.1 的 3 2_axis 定向加工、双转台夹紧与松开、刀尖跟踪RPCP 功能与 G43.4/43.5/G43 设定等，后处理覆盖变换阵列和 CSYS 旋转主从坐标等所有混合刀轨等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 7 章西门子系统双转台五轴加工中心后处理，定制 SINUMERIK840D 系统顺序换刀双转台真五轴立式加工中心后处理器，包括 TRAORI/TRAFOOF 开 / 关 RPCP 刀尖跟踪功能、速度插补成组指令 FGROUP、刀具长度和半径补偿编程、双转台夹紧与松开、5_axis 联动和 CYCLE800 的 3 2_axis 定向加工、TRANS/ATRANS 坐标平移与 ROT/AROT 坐标旋转的3 2_axis 定向加工、CYCLE832 高速循环设定等，后处理覆盖变换阵列和 CSYS 旋转主从坐标等所有混合刀轨等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 8 章海德汉系统随机换刀双转台五轴加工中心后处理，定制随机换刀 HEIDENHAIN530系统真五轴双转台立式加工中心后处理器，包括公差循环 32、工件坐标系 CYCL DEF 247、M128/M129 开 / 关 RPCP 刀尖跟踪功能、5_axis 联动和 CYCL DEF 7 坐标系平移与 CYCLDEF 19 坐标系旋转 3 2_axis 定向加工、PLANE SPATIAL 倾斜面功能 3 2_axis 定向加工、双转台夹紧与松开等，后处理覆盖变换阵列和 CSYS 旋转主从坐标等所有混合刀轨等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 9 章海德汉系统随机换刀摆头转台五轴加工中心后处理，定制随机换刀 HEIDENHAIN530系统 RTCP/RPCP 真五轴摆头转台立式加工中心后处理器，具体要求同第 8 章海德汉系统随机换刀双转台五轴加工中心后处理。第 10 章西门子系统双摆头五轴加工中心后处理，定制随机换刀 SINUMERIK840D 系统双摆头真五轴加工中心后处理器，包括 TRAORI/TRAFOOF 开 / 关 RPCP 刀尖跟踪功能、刀具长度和半径补偿、双摆头夹紧与松开、5_axis 联动和 TRANS/ATRANS 坐标平移与 ROT/AROT 坐标旋转 3 2_axis 定向加工，后处理覆盖变换阵列和 CSYS 旋转主从坐标等所有混合刀轨等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 11 章非正交五轴加工中心后处理，定制 FANUC-16iM 无 RPCP 功能随机换刀双转台非正交五轴立式加工中心后处理器、定制 HEIDENHAIN530 系统带 RTCP/RPCP 和 PLANESPATIAL 功能随机换刀摆头转台非正交五轴立式加工中心后处理器、定制 FANUC-0iFm 系统无 RPCP 功能双摆头非正交五轴立式加工中心后处理器，后处理覆盖变换阵列和 CSYS 旋转主从坐标等所有混合刀轨等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 12 章动力刀架 XZC 三轴车铣复合机床后处理，定制并链接 FANUC 系统动力刀架XZ 两轴车削、XZC 三轴立卧铣削、XZC 三轴车铣复合机床后处理器，包括 G92/G71/G72车削固定循环等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 13 章动力刀架 XYZC 四轴车铣复合机床后处理，定制 FANUC 系统动力刀架 XYZC四轴车铣复合机床后处理器，链接 XZ 两轴车削、XZC 三轴刀轴卧铣、XZC 三轴刀轴立铣、XYZC 四轴立铣等，后处理程序分析与 VERICUT 仿真加工验证。第 14 章双主轴摆头转台七轴五联动车铣复合加工中心后处理，定制 mc_millturn_control系统随机换刀摆头转台双主轴七轴五联动车铣复合加工中心后处理器，链接主轴和背轴 XZ两轴车削、主轴和背轴 XYZBC 五轴卧铣、主轴和背轴 XZC 三轴立卧铣、主轴和背轴对接等，后处理程序分析和 VERIVUT 仿真加工验证。后处理器均用 Siemens NX 12.0 定制，用 VERICUT 8.2.1 仿真加工验证，TCL 语言句法用 ugwish.exe 或 Tclsh 验证。本书具有以下鲜明特点：1．实用性好本书定制的后处理器可当作模板使用，对机床规格参数稍做修改，就可用于具体机床。2．机床类型多定制了三轴和转台四轴加工中心，双转台、双摆头、摆头转台正交和非正交五轴加工中心，动力刀架三轴和四轴车铣复合机床，双主轴摆头转台七轴五联动车铣复合加工中心等十几种具有典型主体结构的机床的后处理器，覆盖了绝大部分的机床结构类型。3．系统种类多定制了 FANUC、西门子、海德汉和 mc_millturn_control 系统的后处理，读者稍做适当修改后可以定制华中、广数、精雕、哈斯、马扎克、三菱、大隈等数控系统的后处理，能覆盖现有绝大多数数控系统。4．真、假五轴兼顾对于同种数控系统，定制了带与不带 RTCP/RPCP 刀尖跟踪功能的真、假五轴后处理。5．联动、定向加工兼得同类机床特别是对于五轴机床，定制了 5_axis 联动和 3 2_axis 定向加工后处理，甚至定制了数控系统可能的两种以上 3 2_axis 定向加工，大大提高了后处理器的适用范围。6．顺序、随机换刀兼有不同的加工中心有各自的换刀方式，定制了顺序换刀、省时随机换刀后处理，满足各种加工中心刀具创建、换刀方式的需要。7．回转坐标轴松紧好用定制了回转坐标轴联动加工松开、定向加工夹紧后处理，有助于提高回转坐标轴执行部件的机械刚度。8．后处理混合刀轨有效能后处理变换阵列刀轨、主从坐标 CSYS 旋转刀轨、变换阵列与 CSYS 旋转主从坐标混合刀轨，既能充分发挥变换阵列刀轨简单快捷的优势，也可大大提高主从坐标定向加工程序的可读性。9．后处理器验证充分专门设计了典型零件，创建了多轴联动与定向加工多种复合工序、变换阵列与 CSYS旋转主从坐标混合刀轨，特别是对同一种典型零件刀轨用既定的、涵盖了不同数控系统主要编程指令和机床的特别功能的不同后处理器输出程序，分析了程序的正确合理性，每个程序都用 VERICUT 仿真加工出了合格零件，程序没有报警，说明后处理器正确可靠。本书秉持“理论联系实际有过程、目标兑现成果有技术、学习参考有价值”和“入目乐学、入学则通”的理念而编写。作为院校课程教材或教辅材料、社会培训教材，本书有理念、有思路，理论联系实践有过程、有梯度，目标导向明确、成果达成丰富，也便于自学。作为企业行业工程技术人员的专业学习用书或参考资料，本书有方案、有技术、有方法、有步骤，目标有方向、成果有价值，拓宽可参考。由于数控机床的不断发展、数控系统功能的不断完善和增加、UG NX 和 VERICUT 等软件的不断升级，数控加工技术不断提高，加之时间仓促、限于作者水平等，书中不妥和错误之处在所难免，恳请各位读者批评指正。编著者

本书从 UG NX 后处理构造器的应用讲起，详细诠释了 TCL 语言句法、MOM 命令应用、PB_CMD 命令编制技术，介绍了针对配用海德汉 / 西门子 /FANUC 数控系统的三轴和四轴加工中心、双转台 / 双摆头 / 摆头转台正交与非正交五轴加工中心坐标变换与 3 2 轴定向加工、RTCP/RPCP 与 5 轴联动加工、三轴和四轴车铣复合机床、双主轴摆头转台七轴五联动车铣复合加工中心等十几种典型主体结构机床所进行的具体的后处理建构，包括旋转轴执行部件的定向加工夹紧与联动加工松开、顺序换刀和省时随机换刀方式、各种数控系统的专门编程功能等。针对典型机床所能加工的零件形状，创建能覆盖 UG NX/CAM 所能进行的多种复合加工工序，包括对象变换和主从 CSYS 旋转混合刀轨等，解析了用既定的后处理器输出的程序，并用 VERICUT 仿真加工验证了程序的正确性、后处理器的准确性及实际应用的安全性、可行性与宽泛性等。本书是学习后处理技术、TCL 语言和 UG NX 软件 MOM 命令、mom 变量、PB_CMD 命令等的系统性书籍，其中后处理案例能覆盖或经稍微修改覆盖相关所有机型和数控系统，可以作为专业技术模版广泛应用。本书可作为高等院校数字化制造技术相关专业的教材或教辅材料，也可作为从事数字化制造人员的培训教材、专业学习用书或参考资料。

周保牛，曾在企业从事加工中心设计研发、应用等工作21年，熟悉UG后处理技术及其应用。后在高职院校从事数控技术专业教科研工作17年。

第１章　后处理梗概.1
1.1　后处理 .1
1.1.1　后处理的概念 .1
1.1.2　刀轨文件 .1
1.2　后处理方式 .1
1.2.1 Post 方式 .1
1.2.2 GPM 方式 .2
1.3　后处理编辑器 .2
1.3.1　基本组成 .2
1.3.2　工作过程 .2
1.4　后处理构造器 .3
1.4.1　机床 .3
1.4.2　数控系统 .3
1.4.3　后处理构造器的应用 .4
1.4.4　后处理器构建技术 .4
1.5 PB_CMD 命令 .5
1.5.1 MOM 事件和命令 .6
1.5.2 mom 变量 .6
1.5.3 TCL 语言.6
1.6　几个坐标系与点 .6
1.6.1　工作坐标系 .6
1.6.2　加工坐标系 .6
1.6.3　工件坐标系 .7
1.6.4　编程零点 .7
1.6.5　控制点 .7
1.6.6　测量基点 .7
1.6.7　枢轴中心与摆长 .7
第２章　后处理构造器与常用 MOM 命令.8
2.1　后处理构造器初始界面 .8
2.1.1　文件 .8
2.1.2　选项 .9
2.1.3　实用程序 .10
2.1.4　帮助 .11
2.1.5　快捷键 .11
2.2　新建后处理器文件 .11
2.3　机床 .13
2.3.1　设定一般参数 .13
2.3.2　保存文件 .14
2.4　程序和刀轨 .14
2.4.1　程序 .15
2.4.2 G 代码 .21
2.4.3 M 代码.21
2.4.4　文字总汇 .21
2.4.5　文字排序 .21
2.4.6　定制命令 .22
2.5 N/C 数据定义 .24
2.5.1　块 .25
2.5.2　文字 .25
2.5.3　格式 .25
2.5.4　其他数据单元 .27
2.6　输出设置 .27
2.6.1　列表文件 .27
2.6.2　其他选项 .28
2.6.3　后处理文件预览 .29
2.7　虚拟 N/C 控制器 .30
2.8　宏 ..31
2.8.1　宏创建基本操作 .31
2.8.2　宏调用 .32
2.9 MOM 命令 .32
2.9.1　强制输出地址命令 MOM_force 与抑制输出地址命令 MOM_suppress .33
2.9.2　序列号开命令 MOM_set_seq_on 与序列号关命令 MOM_set_seq_off .33
2.9.3　字符串输出命令 MOM_output_literal与 MOM_output_text .34
2.9.4　重置段号命令 MOM_reset_sequence与段标志命令 MOM_set_line_leader .34
2.9.5　块调用命令 MOM_do_template 和终止操作命令 MOM_abort .34
2.9.6 MOM_open_output_file 命令与 MOM_close_output_file 命令及 MOM_remove_file 命令 .35
2.9.7　抑制地址命令 MOM_disable_address与取消地址抑制命令 MOM_enable_address .36
2.9.8　信息列表显示命令 MOM_output_to_listing_device .36
2.9.9　指定工序后处理命令 MOM_post_oper_path .36
2.9.10　旋转刀轴加密命令 MOM_post_oper_path .36
2.9.11　重新更新指定变量值命令 MOM_reload_variable .37
2.10　创建机床用户定义事件 UDE 与修改现成循环 .37
2.10.1　用户定义事件 UDE .37
2.10.2　修改现成循环 .40
2.11　后处理器的安装 .41
第３章　顺序换刀三轴加工中心后处理.42
3.1　调研机床数据 .42
3.2　定制后处理器 .43
3.2.1　进入后处理构造器界面 .43
3.2.2　新建文件 .43
3.2.3　保存文件 .44
3.2.4　设置一般参数 .44
3.2.5　设置程序和刀轨 .45
3.2.6 N/C 数据定义 .48
3.2.7　输出设置 .49
3.3　使用说明 .49
3.4　后处理及程序验证 .50
3.4.1　后处理输出程序 .50
3.4.2 VERICUT 仿真加工验证 .51
3.5　数组赋值命令 VMOV .56
第 4 章　随机换刀转台四轴加工中心后处理.58
4.1　转台四轴数控镗铣床的主要特征 .58
4.1.1　机床结构 .58
4.1.2　旋转轴属性 .59
4.1.3　工件坐标系 .62
4.1.4　工艺能力 .62
4.1.5　主要技术参数 .62
4.2　搜集后处理数据和定制后处理器 .63
4.2.1　搜集后处理数据 .63
4.2.2　后处理方案设计 .64
4.2.3　轴方向 .64
4.2.4　定制 ±9999…后处理器 .65
4.2.5　定制 360 后处理器 .71
4.3　后处理输出程序 .71
4.3.1　分析刀轨 .71
4.3.2　后处理及程序分析 .71
4.3.3 VERICUT 仿真加工验证 .80
第 5 章　TCL 语言.81
5.1 TCL 基本语法及分类 .81
5.1.1　基本语法 .81
5.1.2 TCL 命令的分类.81
5.2　常用 TCL 命令 .82
5.2.1　存取全局变量命令 global 与局部变量 .82
5.2.2　读写变量命令 set 和删除变量命令unset 与取值符号 $ .83
5.2.3　双引号与 if 条件命令 .83
5.2.4　方括号 [ ] 和求值命令 expr .86
5.2.5　变量值累加命令 incr .86
5.2.6　检查变量是否存在命令 info exists 和逻辑非！ .87
5.2.7 proc 过程命令与 return 返回命令 .88
5.2.8　调用脚本命令 source .93
5.2.9 for 循环语句 .94
5.2.10 while 循环语句与 break 控制循环语句 .94
5.2.11 string 字符串命令与 bytelength字节数选项 .95
5.2.12 string 字符串与 compare 比较和equal 相等选项 .95
5.2.13 string 字符串与 index 索引和 range索引范围选项 .96
5.2.14 string 字符串与 first 第一次和 last最后一次 .96
5.2.15 string 字符串与 repeat 重复和 replace替换选项 .97
5.2.16 string 字符串与反序排列 reverse 和小写转换 tolower 选项 .97
5.2.17 string 字符串与大写转换 toupper 和大写混合转换 totitle 选项 .98
5.2.18 string 字符串与下一个索引号wordend 和第一个索引号 wordstart选项 .98
5.2.19 string 字符串与 trim、trimleft 和trimright 选项 .99
5.2.20 string 字符串与

本书从 UG NX 后处理构造器的应用讲起，详细诠释了 TCL 语言句法、MOM 命令应用、PB_CMD 命令编制技术，介绍了针对配用海德汉 / 西门子 /FANUC 数控系统的三轴和四轴加工中心、双转台 / 双摆头 / 摆头转台正交与非正交五轴加工中心坐标变换与 3 2 轴定向加工、RTCP/RPCP 与 5 轴联动加工、三轴和四轴车铣复合机床、双主轴摆头转台七轴五联动车铣复合加工中心等十几种典型主体结构机床所进行的具体的后处理建构，包括旋转轴执行部件的定向加工夹紧与联动加工松开、顺序换刀和省时随机换刀方式、各种数控系统的专门编程功能等。针对典型机床所能加工的零件形状，创建能覆盖 UG NX/CAM 所能进行的多种复合加工工序，包括对象变换和主从 CSYS 旋转混合刀轨等，解析了用既定的后处理器输出的程序，并用 VERICUT 仿真加工验证了程序的正确性、后处理器的准确性及实际应用的安全性、可行性与宽泛性等。本书是学习后处理技术、TCL 语言和 UG NX 软件 MOM 命令、mom 变量、PB_CMD 命令等的系统性书籍，其中后处理案例能覆盖或经稍微修改覆盖相关所有机型和数控系统，可以作为专业技术模版广泛应用。本书可作为高等院校数字化制造技术相关专业的教材或教辅材料，也可作为从事数字化制造人员的培训教材、专业学习用书或参考资料。

周保牛，曾在企业从事加工中心设计研发、应用等工作21年，熟悉UG后处理技术及其应用。后在高职院校从事数控技术专业教科研工作17年。