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1、 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 2007年3月 第35卷 第3期 机床与液压 MACHI NE TOOL 后置处理;刀位原文件 中图分类号:TP319 文献标识码: B 文章编号: 1001 - 3881 (2007) 3 - 221 - 2 Application Post2process Program ofMasterCAM for the SIEM ENS CNC L IChuanjun,SUN Qingqun (Depart ment
2、ofMechanical Engineering, Chengde Petroleum College, Chengde Hebei 067000, China) Abstract: Based on the research in the for mat of post2process program of MasterCAM,the special post2process program was developed for the SIEMENS CNC1The problem which the numerical controlprogram from MasterCAM cant
3、be used in the SIE MENS CNC was solved1 Keywords: MasterCAM;Post2process; Cutter location source file 图1 基本后置处理过程流程图 对于SIEMENS数 控系统中数控程序的 编制,简单二维轮廓 图形加工,直接可用 手工编程;一些相对 复杂曲面,必须用自 动编程来实现。自动 编程在生成数控程序 时要求输入刀位原文 件。所谓刀位原文件 1 就是由刀具轨迹计算产生的文 件。把刀位原文件转换为指定机床可以执行的数控程 序的过程称后置处理。后置处理系统 1 要求输入标准 格式的刀位原文件和数控系统数据文
4、件(NDF)或 机床数据文件(MDF) ,生成符合该数控系统指令集 的数控程序。基本后置处理过程的流程图如图1所 示。 笔者通过研究MasterCAM后置处理程序,并与 802S数控铣床的加工代码比较,开发出适合802S数 控系统的专用后置处理程序,解决了MasterCAM生 成的数控程序在802S数控铣床上不能直接加工的难 题。 1 常用代码和程序格式的处理 通过比较, MasterCAM后置处理程序与802S数 控系统的代码主要存在以下特点: (1)名称、功能和格式完全相同的代码,如插 补代码G01、G02、G03;平面选择代码G17、G18、 G19等。对于这类代码的处理,一般不需要做任
5、何改 进,直接引用即可。 (2)名称和格式不同,而功能相同的代码,如 表1 3 所示。对这类代码 ,程序设计时将MasterCAM 后置处理程序中上述代码改成802S数控系统的代码。 表1 名称不同、功能相同代码的比较 MasterCAM后 置处理程序 802S铣床系统功能 srad “R“srad “CR = “整圆插补的 srminus “R - “srminus “CR - = “半径表示 sg20 G20sg20 G70公英制单位表示 sg21 G21sg21 G71 sg81 G81sg81LCYC82循环表示 sg81d G82sg81d LCYC82 sg83 G83sg83 L
6、CYC83 sg83d G83sg83d LCYC83 fmt P 11fmt r107“ = “ 15 r107循环中的 fmt r105“ = “ 11参数表示 (3) MasterCAM后置处理程序中不具备的代码, 如与镜像有关的代码:G10、G11、G12、G13等。在 生成数控程序时,不产生这些代码,因此这些代码不 会影响程序执行。 (4) 802S系统中不具备的代码,如与坐标系旋 转有关的代码:G68、G69;与程序镜像有关的代码: G50、G51等。这类代码虽然较多,但对一般的三轴 加工,几乎不会用到上述代码。 (5)程序格式的处理 先找到MasterCAM安装目录下的POSTS
7、文件夹, 将其中的Mpfan1pst文件打开,出现下段程序: “ % “ , e / /程序标志 3progno, e / /程序号 “ (PROGRAM NAME -“ , progname, “ ) “ , e / / 程序名 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ “ (DATE =DD - MM - YY -“ , date, “ TI ME = HH:MM -“ , time, “ ) “ , e / /日期 pbld, n,3smetric,
8、e pbld, n,3sgcode,3sgplane, “ G40“ , “ G49“ , “ G80“ ,3sgabsinc, e 上述后置处理程序,主要是生成数控程序开始段 的格式。其中涉及程序的名称、日期、刀具、坐标系 的设定等。如果不进行修改,机床将无法识别,应将 其改成下列程序: “ % _N_“ , progname, “ _MPF“ , e pbld, n,3smetric, e pbld, n,3sgcode, “G54”,3sgplane,“G94”,3sgabsinc,3feed, , e 802S数控系统中圆弧插补方式多采用IJK形式, 而MasterCAM后置处理程序中
9、有多种插补方式,格 式为arcoutput 2 : 1 #0 = IJK, 1 = R no sign, 2 = R signed neg1over 180。缺省方式为1,改为方式0,修 改如下:arcoutput : 0 #0 = IJK,。在圆弧插补 坐标的处理方面, MasterCAM后置处理程序中,IJK 圆弧插补格式为: pcirout #NC圆弧插补输出 pcan1, pbld, n,3sgfeed, sgplane, sgcode, sgab2 sinc, pccdia, pxout, pyout, pzout, pcout, parc, feed, strcan2 text,
10、scoolant, e parc #圆弧输出格式 if arcoutput = zero, i, j, k 由上述格式生成的数控程序,对于不动的坐标 轴,其坐标是省略的,如下列程序所示: N10G02X25811Y22418Z3512I51J2013 N12G02X26215Y22918Z351J25 / /省略了I的符号 及坐标值 N14G02X26215Y23011Z351I25/ /省略了J的符号 及坐标值 在802S数控系统中,这种情况是不允许的,需 要把各参数补全,不管其坐标值是否与前段相同。程 序修改为: cirout #NC圆弧插补输出 pcan1, pbld, n,3sgfee
11、d, sgplane, sgcode, sgab2 sinc, pccdia, pxout, pyout, pzout, pcout, parc, feed, strcan2 text, scoolant, e parc #圆弧输出格式 if arcoutput = zero, 3i,3j, k 生成程序为: N10G02X25811Y22418Z3512I51J2013 N12G02X26215Y22918Z351I0J25 N14G02X26215Y23011Z351I25J0 2 MasterCAM与802S数控系统之间的通讯 802S数控系统除了可采用专用PCI N软件进行数 控程序的
12、传输外,也可以通过Mastercam810自带的 通讯方式进行传输,在主菜单中依次选择FileNext menuCommunic选项,系统弹出如图2所示Commu2 nications对话框。 图2 通讯参数设置 按图2设置好参数后,单击Send按钮,弹出 Specify File Name to Read对话框选取一个做好的NC 文件,单击打开按钮即可发送到机床,进行加工。 3 加工实例 图3 鼠标三维设计图 下面以鼠标的设计加 工为例,介绍数控程序的 生成方法。首先设计出鼠 标的三维图形,如图3所 示。鼠标的加工包括三 步:先进行挖槽加工,切 除鼠标周围多余的材料,而后进行曲面粗加工,去除
13、 曲面顶部大部分材料,最后进行曲面精加工,以达到 要求的尺寸、形位精度与表面粗糙度。 运用所开发的802S数控系统专用后置处理程序 生成的数控程序如下: % _CHENGXU_MPF N10G90G54G00Z601000 N24G03X101737Y2371796I01000J71830 N26G01X161358Y2371264 N1456G00Z601000 N1458M05 N1460M30 % (下转第175页) 222机床与液压第35卷 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights
14、reserved. http:/ 图6 Pro/E曲面模型的色 调高斯曲率分析图 从图6中色调曲 率分析的结果来看, 曲 率 最 大 值 约 为 0105,最 小 为- 0142,虽然高斯曲率 有 比 较 大 的 变 化 (如图中绿色和蓝色 表 示 的 四 个 小 区 域 ) , 但整体上色调 曲率图的颜色是渐 变的,结合图7的曲 图7 Pro/E曲面模型 的反射分析图 面反射分析图,可以看出所绘 制的曲面是相切连续(G 1 ) 的。再者,我们完全可以在 Matlab中通过增加自变量的维 数(如令x= - 401254;y= x ) , 进一步细分三维网格模型 来改善,也可以在Pro/E中通
15、过调整相关部分轮廓线的曲率 变化来改善,或者两者结合起 来,以达到更好的曲面光顺效 果(如G 2 连续)。但应当指出 的是,后一种方案将在局部 (如图6中曲率变化比较大的区域)释放个别的插值 点约束来改善轮廓线的曲率变化,从而也把基于轮廓 线所生成曲面的插值型性质改变成逼近型。 4 结论 本文以高端CAD软件Pro/E为基本平台,提出 了基于三维网格模型Pro/E曲面构建方法。该方法充 分利用了Matlab数据建模优势,将Matlab数据模型 与Pro/E软件中曲面模型结合起来,达到快速、准确 创建复杂解析曲面的目的。对于维数不大于256 256 (AutoCAD三维网格模型所允许的最大维数)
16、的 采样点阵,在理论上和实际上(计算机性能许可) 完全可以通过文中所描述的方法在Pro/E中实现精确 建模。 参考文献 【1】 柳迎春 1Pro/ENGI NEER W ildfire曲面造型设计M 1 清华大学出版社, 20041 【2】 高东强,胡林 1基于ISDX的双曲抛物面造型 J 1 机械工程师, 2005 (11) : 112 - 1131 【3】 庞博,王振清 1基于Matlab的数据处理与三维模拟 J 1微计算机信息, 2004, 12 (1)1 【4】(美) Getting started withMatlab (version 5)M 1The MathWorks, Inc
17、11996: 311 【5】 曹毓秀,等 1两类特殊曲面重构算法 J 1软件学 报, 2001, 12 (增) : 1 - 61 【6】 和平安,许焱平 1AutoCAD结合MATLAB实现公式曲 面的精确绘制J 1新技术新工艺, 2005 (8) :9 - 101 【7】 徐建平,郭玲文 1AutoCAD2002从入门到精通M 1 航空工业出版社, 20011 【8】曹德权,唐定勇 1Pro/ENGI NEER W ildfire21 0 ( 中文 版)曲面与逆向工程设计M 1电子工业出版社, 20051 作者简介:余国鑫(1975 ) , 男,广东工业大学硕 士研 究 生,主 要 从 事
18、反 求 工 程 方 向 的 研 究。电 话: 13560406287, 020 - 37628038,E - mail:raby_ yu 126. com。 收稿日期: 2006 - 03 - 13 (上接第222页) 4 结论 (1)由于802S数控铣床没有自动换刀功能,换 刀过程相对麻烦,同时为了防止换刀时造成对刀误 差,在教学时,采用单刀进行模拟加工。 (2)通过传输协议参数设置,实现了计算机与 数控机床之间的通讯。已在802S数控机床上实现程 序传输。 (3)当采用MasterCAM进行轮廓、挖槽加工, 钻削加工以及曲面粗精加工时,用开发出的后置处理 程序转换而得到的数控程序,均能在802S数控铣床 上进行加工。 参考文献 【1】 熊熙,等 1数控加工与计算机辅助制造及实训指导 M 1中国人民大学出版社, 2000151 【2】 用户文献 1SI NUMER IK802S操作和编程软件用户手册. 作者简介:李传军(1975 ) , 男,吉林省蛟河市人, 工学士,数控教研室主任,讲师,主要从事数控技术方面 教学、实习和科研工作。E - mail:chengdelcj1631com。 收稿日期: 2006 - 02 - 23 571第3期余国鑫 等:一种基于Pro/E实现复杂解析曲面精确绘制的方法