nc程序的结构包括哪些内容

一个NC程序由一系列程序段（见后续章节）构成。每个程序段说明一个加工步骤，在一个程序段中以“字”的形式写出各个指令，在加工步骤中，最后一个程序段包含一个特殊字，表明程序段结束：M02，M30。

一个加工程序是由一系列顺序执行的程序段组成，每个程序段单独占一行，每一个程序段执行一个加工步骤、逻辑处理或数学运算功能。

程序名以字母开头，只能由字母、数字或下划线组成；

1、不能使用分隔符；

2、区分大小写；

3、不能与系统中标准循环相重名；

4、小数点作为文件的扩展名，主程序后缀名可兼容多种格式，如（txt、iso等等）；

5、子程序后缀名必须为iso；

6、程序名不能超过32个字符。

PowerMILL后处理使用技巧

在PowerMILL生成刀具路径后，提供了两种后处理方法:NC程序和PM-Post后处理 21 NC程序

NC程序模块存在于PowerMILL浏览器中，如图1所示，没有工具栏也没有快捷图标，只能通过"NC程序"菜单和NC程序对象菜单进行参数设置。NC程序生成的主要步骤如下：

(1)右键单击产生的每个刀具路径，在d出的菜单、中选择"产生独立的NC程序";或者右键单击PowerMILL浏览器中的"NC程序"，在d出的菜单路径，在d出的菜单中选择"增加到NC程序"选项。

(2)右键单击生成的每个NC程序，在d出的菜单中选择"写人";或者右键单击Poirer112ILL浏览器中的"NC程序"，在d出的菜单中选择"全部写人"选项。 22 PM-Post后处理

PM-Post是Delcam提供的专用后处理模块，其后处理 *** 作步骤如下:

(1)在PowerMILL的"选项"中将NC程序输出文件类型改成"刀位"，输出后缀名为cut的刀具路径文件。

(2)启动PM-Post进人PostProcessor模块，如图2所示，分别添加NC程序格式选项文件Option files和第一步产生的刀具路径文件CLDATA Gles

(3)右键单击某个刀具路径文件，在d出的菜单中选择Process选项，实现该刀具路径文件的NC程序的输出。

可以看出，NC程序方法简单，当程序后处理设置为固定无需改动时，只需要选择相应的后处理选项文件，即可快速生成所需的NC程序代码。这种方法适用于单位设备固定统一，软件后处理对应性较强的情况。PM-Post方法不但可以生成所需的NC程序，还可以通过PM-Post中的Editor模块对NC程序格式选项文件进行设置，有利于生成更加简洁高效的NC程序代码。这种方法比较适合单位设备的种类型号较多，且自动数控编程由工艺组统一负责，然后再根据设备分配情况生成NC加工程序等场合。

3 PowerMILL后处理设置技巧

早期的PowerMILL后处理程序DuctPost以及其它数控编程软件提供的后处理程序大部分都是基于纯文本文档，用户可通过文本编辑器修改这些文件。该文件结构主要有注释、定义变量类型、定义使用格式、常量赋值、定义问题、字符串列表、自定义单节及系统问题等部分。最新的PowerMILL后处理程序PM-Post基于图形窗口和对话框，使后处理选项文件的设置变得直观、明了。 PM-Post的格式选项文件的修改在Editor模块中进行，如图3所示。 下面以Fanuc系统为例，给出常用后处理设置的方法:

为保留系统自带的Fanuc后处理文件，我们在修改前先将该文件另存为Fanuc

OMpmopt，并在此基础上进行修改。启动PM-Post，进人Editor模块，点击"Load Option file"快捷图标选中并加载Fanucpmopt后处理文件，然后另存为Fanuc OMpmopt。

后处理的实际应用中，经常需要修改或删除的部分主要有几方面:程序头的修改;程序尾的修改;刀具调用的修改;第四轴的开启与关闭;各种注释部分的删除;钻孔循环的定制;行号的设定与省略;新参数的设定等。 (1)程序头的修改。

选中任务树窗口中的"Fanuc OMpmopt Commands-Start Program"项，在右边图形窗口中，选中程序中不需要的部分，再点击上方的删除图标，可以删除该部分内容;如程序中默认的机床回参考点程序段"G91G28XOYOZO"，如在程序启动时不必首先回参考点，可删除该段内容。

(2)程序尾的修改。

在任务树窗口中的"Fanuc OMpmopt-Commands-Finish Program"项中可以定义程序尾部分的内容。默认的程序尾包含了"G91G28Z0"和"G28XOY0"机床回参考点选项，如不需要也可以删除。

(3)换刀程序段的修改。

选中任务树窗口中的"Fanuc OMpmopt -Commands-Tool Control-Load First Tool"项，可以通过选中图形窗口中的"M6"项，点击添加"BlockNumber"，使T指令和M6指令分行;同样可以使Change Tool项中的T指令和M6指令分行;如采用手动换刀，则NC程序中不需换刀程序，可右键点击"Load First Tool"和"Change Tool"，在快捷键中选中"Deactivate，以关闭换刀程序。

(4)第4轴的开启和关闭。

选中任务树窗口中的"Fanuc OMpmopt-Settings-Machine Kinematics"项，右边图形窗口中"KinematicModel"的选项，默认的"3-Axis"项则关闭第4轴;"4-Axis"项则打开第4轴，第4轴打开后，需对其方向、原点及行程范围等进行设置。

(5)各种注释部分的删除。

数控编程技术:NC程序仿真与校验2008年02月20日 星期三 12:26本文应用NC程序仿真校验软件VERICUT，研究了NC程序的仿真技术，分别探讨了手工编写的和由CAD/CAM软件生成的NC程序的校验方法，完成了典型零件手工编写的和由CAD/CAM软件生成的NC程序的切削加工仿真和程序校验。

一、引言

NC程序作为数控加工的信息载体，其正确与否直接影响零件的加工质量。目前实际生产使用的NC程序，在投入加工之前通常采用机床空运行和样件试切，完成NC程序的校验。该方法加工准备周期长，生产成本高，难以实现数控机床的高效率。图形仿真是目前通用的NC校验方法，一般采用离线工作方式，用三维图形直观显示机床、刀具、工件以及辅助设备（机械手等），在计算机上对检验程序进行编译，并驱动图形加工系统进行准实时加工，检查NC代码中的语法和语意错误，实现干涉校验。NC程序仿真能直观安全地模拟、验证、分析切削过程，免去了以往样件生产的样件材料损耗、刀具磨损、机床清理等，从而缩短生产准备周期，降低成本。本文选择了两个典型零件作为研究对象，探讨利用计算机辅助技术生成NC程序，然后进行仿真校验的技术问题。

以Unigraphics NX和VERICUT 53为工具。在Unigraphics NX/Modeling模块中做零件和模型造型，用VB和Unigraphics NX/Manufacturing等软件生成NC程序，再用VERICUT 53仿真软件实现NC程序仿真校验。

二、NC程序仿真与校验工作流程

VERICUT仿真校验NC程序的工作流程如图1所示。

图1 VERICUT仿真校验NC程序的工作流程

几乎所有形式的NC程序代码都可以作为VERICUT的输入程序，包括手工编写的纯文本格式的数控加工程序。M＆G代码与APT形式的CL文件一样，都可以被VERICUT直接执行。类似真实加工的是，VERICUT需要刀具轨迹代码，需要对于被加工的原材料的描述，也需要对于切削刀具的描述。验证过程的结果之一是一个加工过的三维实体模型——产品。结果之二是一个报告——包含模拟加工过程所监测到的所有错误信息的日志报告。

三、VERICUT实现NC程序仿真校验的方法和步骤

1 手工编写的NC程序仿真校验

对于这种情况，这里以一个用VB编写的纯文本数控加工程序为例加以说明。如图2所示的是一个已经粗加工的零件，要对其顶面进行精加工。顶面为一不能用CAD软件完成造型的三维空间曲面，原曲面上相应点的坐标是在三坐标测量机上测量得到的，只能根据这些坐标值进行编程，然后加工出曲面。用VB编写的数控程序有5万多行，程序的校验原先是在数控机床上对样件进行试切完成的，要经历试切→测量→修改程序→再试切的程序校验过程，整个过程既费工又费时，而且效果也不理想。改用VERICUT对NC程序进行仿真和校验，不仅节省时间和降低成本，而且效果很好。

图2 毛坯模型

本例为了获得好的仿真效果，利用Unigraphics NX制作了一个近似的实体模型。模型制作好后，输出为IGS文件并保存。仿真需要完成三个 *** 作步骤：准备NC程序；准备被加工零件的原材料模型；完成仿真。

进入VERICUT主界面，首先定义工作环境，单击File→Properties，Default Units=Millimeter设置为公制毫米单位，然后单击File→New Session新建一个USR文件。在其中定义刀具路径、毛坯和刀具，并完成仿真。

(1)毛坯

单击VERICUT主菜单的Model→Model Definition：Import标签，单击Browse，点选保存IGS原材料模型文件的目录，选择预先制作好的原材料模型文件。取Tolerance=0005，单击Apply，被加工零件的原材料模型即被输入VERICUT主界面，如图1所示。

(2)NC程序

手工编写的NC程序如图2所示。共5万多行，预先编好的NC程序保存为纯文本格式。NC程序以顶面中心为编程原点，精加工工序使用的刀具为φ20球头铣刀。NC程序调用步骤：单击Setup menu→Toolpath：Toolpath Type＝G-Code Data，单击Add，选择预先编好的程序文件，单击Ok，刀具路径文件被调入VERICUT。

图3 NC程序

(3)刀具

根据程序的要求，在VERICUT中定义刀具，可以从VERICUT附带的刀具库中选择。步骤是：单击Setup→Tool Manager→File→Open，在VERICUT的安装目录下，找到刀具库文件fanuc3xmtls，并打开。对ID号为1的刀具进行编辑，改为φ20的球头铣刀，并将其Gage Offest设为零。删除其余刀具，将修改的结果另存至相应的目录。

(4)数控系统

这里要为VERICUT仿真环境指定一个数控系统控制文件。可直接从VERICUT的库文件中选择相应的数控系统控制文件，本例选用的控制文件是fan0m·ctl (mill)。调用步骤：单击Setup→Control→Open，在VERICUT安装目录下找到库文件fan0m·ctl，并打开。该文件是一个文本文件，包含数控系统如何处理G代码的指令、程序的格式、机器码编写规则和程序调用的规则等，用于将刀具路径编译为机床能识别的机器码。

(5)机床

要根据实际机床定义仿真的机床组件。下面以Funac-3Axis立式加工中心为例，说明如何添加机床各轴组件到组件树形关系中。

☆在Base下建立Z轴，并定义Z轴零点相对于机床零点的位置；

☆在Z轴上建立刀具Tool，并定义其相对于机床零点的位置；

☆再在Base下建立Y轴，在Y轴上建立X轴；

☆然后利用剪切、粘贴功能，将组件树形关系调整为如图（4）所示结构。

图4 组件树形关系

说明：机床组件中各轴零点均设在毛坯底面中心，刀具Tool的Z坐标根据程序中的G92指令和毛坯顶面中心至底面中心的高度设置，类似于在数控机床上将工件坐标零点设置在毛坯顶面的中心。

(6)仿真

这里要确保刀具路径的原点与机床各组件的零点相符。本例根据以上的设置将刀具路径原点设在Stock_Origin。设置步骤：单击Setup menu→Toolpath：在刀具原点列表下拉菜单中，点选Stock_Origin，然后单击Ok。

单击Play to End图标即可仿真刀具切削过程。仿真过程中，打开Info/Status窗口，则在动态切削过程的同时，还能实时得到其相应的刀具位置、错误信息、警告信息、刀具信息等，如图5所示。

a)仿真切削过程 b)有误切程序的仿真结果 c)调整后的程序仿真结果

图5 仿真结果

查看日志文件，可得到VERICUT记录的错误信息和警告信息。如有错误，则会显示发生错误的程序段。如记录数均为零，则说明NC程序通过了VERICUT的验证。

2 Unigraphics NX/Manufacturing中生成的NC程序仿真校验

对于这种情况，本文着重探讨NC程序的仿真校验。尽管在Unigraphics NX/Manufacturing中，生成刀具路径时，Unigraphics NX/Manufacturing提供了加工仿真功能，但是对一些复杂零件的刀具路径在实际加工前还应对NC程序进行进一步的验证。如图6所示的零件，在Unigraphics NX/Manufacturing中编制刀具路径时，经加工仿真未发现问题，用默认的三轴铣后处理器将刀具路径后处理生成NC程序，再用VERICUT进行验证，却出现了错误报告，错误程序段为N3340 G2 X59026 Y33681 I-3391 F250，圆弧插补缺少J地址字，对应的刀具路径如图6a所示。类似的错误有好几处，这样的错误一般难以检查发现。但用VERICUT软件很容易就能发现问题。经VERICUT仿真的NC程序，除了能在动态切削过程的同时，实时得到其相应的刀具位置、错误信息、警告信息、刀具信息外，还生成相应的日志报告。报告中详细记载了错误的性质和相应的程序段，通过路径重放还能再现错误发生的过程，而且能立即在路径重放窗口中对相应的程序段进行修改。如图6b为原错误程序段修改后的路径重放。

图6 一个盘型零件

三、结束语

利用VERICUT仿真校验NC程序可以在计算机上模拟整个NC机床的切削环境，而不必在实际的机床上运行。它降低甚至消除了在机床上验证输出的必要性。利用该技术不仅节省了编程和调试的时间，还减少了重复性的工作、消除了损坏零件及损坏机床的可能性。

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