认识和了解自动编程软件

UG软件诞生于美国的麦道飞机公司，距今已有近40年的历史，与它同时代的CAD (计算机辅助设计)/CAM (计算机辅助制造) 软件几乎都已消失，只有UG等极少数软件幸存下来，并发展到CAD/CAM软件的顶峰。UG软件拥有许多世界级的大用户 (如通用汽车、波音飞机、通用电气、飞利浦、松下、精工、柯达等)，全球近2万家大公司在使用它，正是这些世界级的用户不断地提出需求，推动了UG的发展，从而奠定了UG软件在CAM领域中的领先地位。UG软件进入中国市场以来发展迅速，已经成为中国航空航天、汽车、机械、电脑及外设、家用电器等领域的首选软件，并为这些企业带来了可观的效益。另外，由于电脑硬件的不断升级，UG软件也已成为中国中小型企业的优先之选。

我们已经学习了数控车和数控铣床编程，已经能用手动编程加工一些产品，对于数控铣床，很多手动编程是不能完成任务的，如图2-3-1所示。

图2-3-1 UGNX7软件界面

一、任务导入

(一) 任务描述

图2-3-1所示，这个产品有曲面和平面，但是平面和曲面的交线是一条复杂的曲线，这样的曲线编程时，计算节点是非常困难的。同时，在曲面部分，曲面的曲率是连续变化的，这给手动编程带来的难度就更大了。

(二) 知识目标

(1) 软件的启动方法。

(2) 认识软件的基本模块。

(3) 认识软件的加工环境。

(三) 能力目标

(1) 能准确读取三维模型。

(2) 了解自动编程的一般步骤。

二、知识准备

(一) 软件启动

最基本的方法有以下两种。

方法一: 打开“程序”菜单，选择“NX7.0”，如图2-3-2所示。

图2-3-2 软件启动方法界面

方法二:在Windows桌面上单击图标。

(二) 正常启动的软件界面 (见图2-3-3)

如果软件启动后不能新建文件或是英文版的，则应该考虑注册文件。

图2-3-3 正确安装软件后的开启界面

(三) 文件名称及保存路径

由于还没有学习如何用UG软件建模，所以使用的文件是现存的，或者用别的软件绘制完成的，这里需要注意的是，文件的名称及保存路径除盘符名称外，都不能有中文的命名方式。如果打开某个文件，出现如图2-3-4所示的报警，则应该考虑是不是将文件放置在了桌面，或者是在中文目录下，或者是用了中文命名，这是不允许的。

图2-3-4 文件路径出错的对话框

在如图2-3-5所示的文件路径中，“UG教材”因为含有中文，因此是不可用的文件路径，“本地磁盘”几个中文字不受影响。

图2-3-5 错误路径举例

(四) 进入加工环境 (如图2-3-6)

选择一个待加工的零件，单击开始→加工，如图2-3-6所示，就可进入加工环境如图2-3-7所示，注意看图2-3-6和图2-3-7界面的变化，可以看到很多工具栏变了。“加工环境”对话框包含了两个列表框，“CAM会话配置”列表框中列出的是随UG软件提供的一些加工环境，可根据需要选择一个加工环境，其中“cam_ genera1”加工环境是一个通用的加工环境，基本包含了所有的铣加工功能、车加工功能以及电火花线切割功能。因此，通常情况下都默认使用“cam_ genera1”加工环境。

图2-3-6 进入加工环境

当在“CAM会话配置”列表框中选定一种加工环境时，“CAM设置”列表框显示的就是这个加工环境中的所有操作模板类型。每一种操作模板类型均是若干操作模板的集合。

选择对应的加工环境后，单击“确定”按钮，就进入了对应的加工环境，本例选择“mi11_ contour”，可以看到本来灰色的工具条亮了，图2-3-8所示为加工环境中非常重要的“加工创建”工具条，它包含了创建程序、创建刀具、创建几何体、创建操作和创建方法5个工具，其作用如下。

(1) 创建程序: 建立一组程序的父节点。

(2) 创建刀具: 建立一把新的刀具，并设置刀具参数。

图2-3-7 选择加工方法

图2-3-8 “加工创建”工具条

(3) 创建几何体: 建立几何体父节点，可设定该几何体包含的工件、毛坯或坐标系等。

(4) 创建操作: 建立一个操作。选择操作模板，并设定操作参数。

(5) 创建方法: 建立一个加工方法节点，并设定该方法的余量和加工公差等。

(五) 操作导航器的4个视图

UGNX7加工环境中的操作导航器是一个对创建的操作进行全面管理的窗口，它有4个视图，分别是程序阶次视图、几何体视图、机床视图和加工方法视图。这4个视图分别使用程序组、几何体、刀具和方法作为主线，通过树形结构显示所有的操作信息，如图2-3-9～图2-3-12所示。这4个图的切换可以在每一个视图的空白处单击右键选择，通常使用较多的是几何体视图和程序视图。

三、方案设计

要初步了解软件的使用方法，我们先用一个比较简单的图形来完整的学习UGNX7加工的全过程。计划完成如图2-3-13所示卡通造型的加工，毛坯大小是100mm×100mm× 20mm，卡通造型耳朵最小距离为14mm，造型深度为10mm，可以选择较大的刀具进行粗加工和精加工。本实例选择直径为12mm的平铣刀，利用型腔铣操作实现对该工件的粗加工和精加工。

图2-3-9 “操作导航器-程序阶次”视图界面

图2-3-10 “操作导航器-几何体”视图界面

图2-3-11 “操作导航器-机床”视图界面

图2-3-12 “操作导航器-加工方法”视图界面

图2-3-13 卡通造型加工

(a) 零件图; (b) 实体图

四、任务实施

(一) 打开模型

调入工件，单击“打开”按钮，打开“打开部件文件”对话框，选择对应文件，单击“OK”按钮。如图2-3-14所示。

图2-3-14 打开模型

(二) 初始化加工环境

初始化加工环境。选择“起始”按钮下拉列表中的“加工”命令，打开“加工环境”对话框，在“CAM设置”列表框中选择“mi11_ contour”作为操作模板，单击“初始化”按钮，进入加工环境。

设定操作导航器。单击界面右侧资源条中的“操作导航器”按钮，打开操作导航器，在操作导航器中单击右键，在打开的快捷菜单中选择“几何视图”命令，操作导航器设定坐标系和安全高度。在操作导航器中双击坐标系“MCS_ MILL”，打开“MILL_ ORIENT”对话框，接受默认的MCS加工坐标系，如图2-3-15所示，选择“间隙”复选框，单击指定按钮，打开“平面构造器”，如图2-3-16所示，设定高度为10mm，即安全高度为Z10，再单击两次“确定”按钮。

(三) 创建粗加工操作

1. 创建刀具

单击“加工创建”工具条中的“创建刀具”按钮，打开“创建刀具”对话框，默认的“子类型”为铣刀，在“名称”文本框中输入“D12R0”，如图2-3-17所示。单击“确定”按钮，打开刀具参数对话框，在“直径”文本框中输入“12”，如图2-3-18所示。这样就创建了一把直径为12mm的平铣刀，注意在刀具号文本框中填写“1”，否则在输出程序时对刀具的描述是T00。

图2-3-15 MCS加工坐标系

图2-3-16 构建安全平面

图2-3-17 创建刀具

图2-3-18 定义刀具

2. 创建方法

单击“加工创建”工具条中的“创建方法”按钮，打开“创建方法”对话框，在“名称”文本框中输入“MILL_0.2”，如图2-3-19所示。单击“确定”按钮，打开“MILL_METHOD”对话框，在“部件余量”文本框中输入“0.2”，如图2-3-20所示。这样就创建了一个余量为0.2mm的方法。

3. 创建铣削几何体

在操作导航器中单击“MCS_ MILL”前的“+”号，展开坐标系父节点，双击“MCS_MILL”下的“WORKPIECE”，打开“铣削几何体”对话框，如图2-3-21所示，单击“确定”按钮，打开“工件几何体”对话框，在绘图区选择模型作为工件几何体。

图2-3-19 创建方法

图2-3-20 参赛设置

图2-3-21 “铣削几何体”对话框

4. 创建毛坯几何体

在“铣削几何体”对话框中，单击“指定部件”，选择“产品体”，此时部件后的“手电筒”亮显，单击这个按钮，就可以看到选择的产品体的基本轮廓，如图2-3-22所示。双击指定毛坯，选择自动块，如图2-3-23所示。

5. 创建操作

在导航器中选择“WORKPIECE”，单击右键，选择插入创建操作，弹出如图2-3-24所示对话框，一定要注意刀具应该是刚才定义的刀具，若已经定义了多把刀具，则应该选择本次加工使用的刀具，几何体要选择“WORKPIECE”，特别定义了几何体除外。单击“确定”按钮后，弹出如图2-3-25所示“型腔铣”参数设置对话框。如果之前没指定几何体或者毛坯，则在这个对话框中还可以指定，直到几何体和毛坯后面的“手电筒”变成彩色的为止。图2-3-25所示为没有亮显、没有正确设置几何体和毛坯的状态。正确设置毛坯和几何体的样式如图2-3-26所示。设定切削模式为“跟随周边”，设置全局每刀深度为2mm。拖动滚动条到最底部，单击生产刀具路径，如图2-3-27所示，可以看到产生的加工路径。

双击图2-3-27中所示的刀具路径重播按钮，如图2-3-28所示，弹出刀具仿真画面，仿真加工过程如图2-3-29和图2-3-30所示。

图2-3-22 查看部件

图2-3-23 创建毛坯

图2-3-24 “创建操作”对话框

图2-3-25 未正确设置几何体和毛坯

图2-3-26 正确设置几何体和毛坯

图2-3-27 生成的刀具路径

图2-3-28 重播刀具路径

图2-3-29 选择2D模式播放刀具路径

图2-3-30 刀具轨迹仿真过程

(四) 刀具轨迹后处理

在操作导航器中 (见图2-3-31)，选择创建的操作为“CAVITY_ MILL”，然后单击“加工操作”工具条中的“后处理”按钮，打开“后处理”对话框，如图2-3-32所示。在“文件名”文本框中输入文件名及路径。单击“确定”按钮，必要时确认单位是否是需要的，国内默认为公制，修改单位后，弹出如图2-3-33所示对话框，单击“确定”按钮。系统开始对选择的操作进行后处理，产生一个文本文件，如图2-3-34所示。

图2-3-31 刀具轨迹后处理

图2-3-32 选择3轴机床和单位设置

图2-3-33 系统提示单位修改

值得注意的，在图2-3-34中，程序开头没有G54，则需要根据实际机床的坐标存放位置修改，如果尺寸都较小，则应该考虑是否是因为没有改成毫米单位，而是英寸单位。从程序中可以看到，通常写圆弧加工指令G02或者G03，在这里显示的是G2或者G3。

图2-3-34 后处理生成的程序列表

五、任务考核 (见表2-3-1)

表2-3-1 任务考核

六、拓展练习

给定PVC板尺寸为100mm×100mm×20mm，要求根据如图2-3-35所示尺寸，在UGNX7中完成零件的加工，要求合理定义刀具及坐标原点，正确输出程序。

图2-3-35 铣台阶面