基于mastercam平臺(tái)的數(shù)控編程后處理程序應(yīng)用開發(fā).doc

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1、基于mastercam平臺(tái)的數(shù)控編程后處理程序應(yīng)用開發(fā)本文針對(duì)mastercam提供的數(shù)控五軸、三軸銑削加工編程及其后處理程序二次開發(fā)功能，以fidiakr214六軸五聯(lián)動(dòng)高速銑削中心、maho1600w立臥轉(zhuǎn)換加工中心以及常用三軸數(shù)控銑削機(jī)床的輸出控制為對(duì)象，重點(diǎn)說明了其相應(yīng)后處理程序修改的關(guān)鍵技術(shù)。一、前言mastercam是由美國(guó)cncsoftware公司率先開發(fā)的cad/cam軟件系統(tǒng)，其豐富的三維曲面造型設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程的功能尤其適合航空航天、汽車、模具等行業(yè)。它的數(shù)控加工編程功能輕便快捷，特別適合車間級(jí)和小型公司的生產(chǎn)與發(fā)展，目前，在國(guó)內(nèi)外得到了非常廣泛

2、的應(yīng)用。mastercam系統(tǒng)可提供2～5軸銑削、車削、變錐度線切割4軸加工等編程功能。目前三軸銑削在模具和其他行業(yè)的應(yīng)用最為廣泛，隨著數(shù)控加工技術(shù)不斷朝高速、超高速、高精密、多軸聯(lián)動(dòng)及工藝的復(fù)合化加工的方向發(fā)展，數(shù)控五軸銑削加工應(yīng)用的范圍將不斷擴(kuò)大。五軸銑削加工不再僅限于葉輪、葉片等復(fù)雜零件的加工，對(duì)于模具行業(yè)等涉及空間曲面的凸凹模、大型整體零件的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，通過利用立銑刀的側(cè)刃和底刃，五軸銑削加工可以避免球頭刀的零速切削、零件的多次定位裝夾等缺陷，可在很大程度上提高產(chǎn)品的加工效率和質(zhì)量。由于五軸數(shù)控機(jī)床的配置多樣，有工作臺(tái)雙擺動(dòng)、主軸雙擺動(dòng)、工作臺(tái)旋

3、轉(zhuǎn)與主軸擺動(dòng)合成等多種形式，所以五軸銑削加工編程的難點(diǎn)在于后處理程序的二次開發(fā)上。mastercam提供了五軸后處理程序模板，用戶在此基礎(chǔ)進(jìn)行修改即可滿足實(shí)際的需要。二、mastercam數(shù)控編程后處理技術(shù)應(yīng)用1.mastercam數(shù)控編程后處理簡(jiǎn)介后置處理程序?qū)am系統(tǒng)通過機(jī)床的cnc系統(tǒng)與機(jī)床數(shù)控加工緊密結(jié)合起來。后置處理最重要的是將cam軟件生成的刀位軌跡轉(zhuǎn)化為適合數(shù)控系統(tǒng)加工的nc程序，通過讀取刀位文件，根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)及控制指令格式，進(jìn)行坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)變換和指令格式轉(zhuǎn)換。通用后置處理程序是在標(biāo)準(zhǔn)的刀位軌跡以及通用的cnc系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)配置及控制指令的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理的

4、，它包含機(jī)床坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)變換、非線性運(yùn)動(dòng)誤差校驗(yàn)、進(jìn)給速度校驗(yàn)、數(shù)控程序格式變換及數(shù)控程序輸出等方面的內(nèi)容。只有采用正確的后置處理系統(tǒng)才能將刀位軌跡輸出為相應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床能正確進(jìn)行加工的數(shù)控程序，因此編制正確的后置處理程序是五軸數(shù)控銑削編程與加工的前提條件之一。后處理的主要任務(wù)是根據(jù)具體機(jī)床運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和控制指令格式，將前置計(jì)算的刀位軌跡數(shù)據(jù)變換為機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并按其控制指令格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成為數(shù)控機(jī)床的加工程序。五軸加工后處理程序的難點(diǎn)是機(jī)床坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)變換。對(duì)刀位軌跡進(jìn)行后處理轉(zhuǎn)換時(shí)，首先根據(jù)具體的機(jī)床運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)來確定運(yùn)動(dòng)變換關(guān)系，由此將前置計(jì)算的刀位軌跡數(shù)據(jù)變換并分解

5、到機(jī)床的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸上，獲得各坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)分量。運(yùn)動(dòng)變換關(guān)系取決于具體機(jī)床的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)配置，機(jī)床坐標(biāo)軸的配置不同，其變換關(guān)系也不相同。這里要考慮機(jī)床種類及機(jī)床配置、程序起始控制、程序塊及號(hào)碼、準(zhǔn)備功能、輔助功能、快速運(yùn)動(dòng)控制、直線圓弧插補(bǔ)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)控制、暫?？刂啤⒅鬏S控制、冷卻控制、子程序調(diào)用、固定循環(huán)加工控制、刀具補(bǔ)償、程序輸出格式轉(zhuǎn)換、機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)變換及程序輸出等。格式轉(zhuǎn)換主要包括數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換與圓整、字符串處理、格式輸出等內(nèi)容。算法處理主要包括坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)變換、跨象限處理、進(jìn)給速度控制等內(nèi)容。cad/cam軟件包提供的數(shù)控程序后處理模式一般流程如圖1所示。圖1數(shù)控編程后置處

6、理流程mastercam后處理程序采用的是純文本格式文件接口，該文本是以腳本文件和源代碼文件混合而構(gòu)成的，要求數(shù)控人員具備軟件基礎(chǔ)開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的熟練掌握才能編制出正確的后處理程序模板。機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)接口文件（企業(yè)級(jí)數(shù)控系統(tǒng)接口文件），主要控制相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床格式及數(shù)控程序文件內(nèi)容輸出，使其滿足數(shù)控機(jī)床的正確配置。它是正確配置程序輸出的重點(diǎn)，也是難度最大的，它的源代碼采用的是宏程序形式，采用條件判斷、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)等邏輯方式，根據(jù)實(shí)際需要來編寫相關(guān)代碼，因此編寫時(shí)需要用到軟件開發(fā)的基本知識(shí)。mastercam提供的通用五軸銑削加工編程的后處理程序文件為mpgen5x

7、.pst。用戶可以通過修改該后處理程序文件，滿足相應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的要求。2.fidiakr214五軸后處理程序設(shè)置fidiakr214為帶旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的六軸五聯(lián)動(dòng)高速銑削加工中心，其機(jī)床類型如圖2a所示，其中c軸為主動(dòng)軸、a軸為從動(dòng)依附軸、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)為w軸?，F(xiàn)有的cam軟件大多不支持六軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控程序后處理，且實(shí)際加工中，一般的五軸聯(lián)動(dòng)足夠滿足生成的需要。針對(duì)該機(jī)床加工的特性，根據(jù)需要可編制三個(gè)線性軸x、y、z與a/c五軸聯(lián)動(dòng)后處理程序以及包括三個(gè)線性軸與a/w的五軸后處理程序。這兩種后處理程序方案即可滿足工程需求。下面詳細(xì)說明在mpgen5x.pst后處