基于KND-10M数控系统MasterCAM90后置处理的

1基于KND-10M数控系统MasterCAM9.0后置处理的研究江苏省吴中职业教育中心校陆春伟摘要：Mastercam通过绘制二维、三维图形生产刀具路径数据文件，然后根据它本身拥有后置处理文件生产NC数控程序。不同的后置处理文件会生成不同格式的NC程序，然而Mstercam中没有对应KND系统的后置处理文件。所以，本文将探讨Mastercam后置文件的二次开发，使其自动生成的NC文件直接符合KND-10M数控系统编程格式。关紧词：Mastercam、后置文件、KNDMastercam软件是美国CNCSoftware公司所研制开发的CAD/CAM系统，是一套功能强大的CAD/CAM软件。它最大的特点就是把CAD造型与CAM加工刀具路径及近控代码程序的生成集成在一起，实现从零件外形状设计到刀具材料选择、刀具路径生成、加工模似、数控加工程序生成及输出，最后数控加工设备加工完成的一条龙服务。KND-10M数控系统是北京凯恩帝数控技术有限开发生产的经济型钻、铣、镗床用数控系统。随着我国现代机械加工业的不断发展，我国数控技术也得到了前所未有的发展。国产数控系统技术越来越完善和稳定，它在实际生产中的应用也越来越广泛。现在加工的零件程度越来越复杂，工艺过程愈繁琐，运用手动编程是很难完成。因此，采用CAD/CAM技术加工零件是必然的趋势。本文主要介绍通过修改Mastercam的后置处理文件后，从而得到直接符合KND-10M系统的NC程序格式并且这种格式可以通过RS232接口直接传送给数控机床控制器进行加工零件。一、Mastercam的工作流程Mastercam对每个做产品设计与制造的人员来说是一个很理想的工具。那么,它的具体工作流程一般包括以下几个过程：⑴零件几何造型设计阶段：此阶段可利用Mastercam自身的design、mill等模块来完成，也可通过软件提供的图形转换接口把AutoCAD、Pro/E、UG等其他CAD软件生成的图形转换成mastercam的图形文件来完成。⑵加工阶段：根据所需加工产品的几何形状确定加工方式后，运用Mastercam系统提供的功能选择合适的刀具、材料和工艺参数等，然后产生刀具路径和进行加工模拟，以检测错误并进行修正。然后产生刀具路径和刀具的运轨迹数据。⑶生成数控加工程序并输出阶段：这是一种后处理的过程。因为世界上有几百种型号的数控系统，如法兰克、西门子等，它们的指令格式不完全相同。因此Mastercam软件系统应针对某一特定的数控系统生成特定的数控加工程序，才完成数控加工，得到理想中的产品。图1Mastercam一般的工作流程二、后置处理文件的问题后置处理文件简称后处理文件，是一种高级程序语言，其扩展名.PST。后置处理文件作用是将Mastercam生成刀具位置和数据文件编译成用CNC控制器可以加工的NC程序文件。Mastercam后置处理文件是具有专一性的，为了适应不同的CNC控制器。因此、它本身已具有许多世界著名、优秀数控系统的后置处理文件。几何造型设计阶段加工阶段生成数控加工程序并输出阶段2但是没有对应KND数控系统的后置处理文件。如果Mastercam用任何一种现在本身有的后置处理文件自动生产NC程序，它们都是无法直接让KND系统的CNC控制器识别的。如何使NC程序能够让KND系统的CNC控制器直接识别呢？通常有二种方法：①用任何一种后置处理文件生产NC程序、然后对NC程序进行手动修改成KND系统的NC程序；②修改其中一种后置处理文件使最后生产的NC程序能够让KND系统识别。如果用第一种方法，那么每一次零件生产NC程序可能都要进行大量的修改。工作量太大、容易出错。第二种方法只要修改一次后处理文件就无需再做任何的修改。下文就针对Mastercam缺省后置处理文件修改成KND-10M数控系统专用的后置处理文件。它缺省后置处理文件MPFAN.PST，对应的是FANUC系统的CNC控制器。那么省缺后置处理文件生成NC程序格式与KND程序格式差别在哪里？我们通过一个实例来看看它们格式之间的差异。例如图2，该零件通Mastercam绘制出二维图，选择合适的刀具、材料和工艺参数等，生产成刀具路径和产生刀具的运轨迹数据、然后通过缺省后置处理生产程序（如表1）。图2表1MPFAN.PST对应ＮＣ程序ＫＮＤ—１０M程序3%O0002(PROGRAMNAME-T)(DATE=DD-MM-YY26-04-07TIME=HH:MM-11:25)N10G21N20G0G17G40G49G80G90(12.FLATENDMILLTOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-12.)N30T1M6N40G0G90X-57.315Y11.393A0.S1500M3N50G43H1Z50.……………….N100G1X-7.754Y30.08N110G2X0.Y33.5R10.5……………….N440G1G40X-45.N450G0Z50.N460M5N470G91G28Z0.N480G28X0.Y0.A0.N490M30%:%:O0002G00G90G54X-57.315Y11.393S1500M03Z10.G01Z-3.F300.G41H1X-48.453Y3.302F150.G03X-31.5Y4.072R12.G01X-7.754Y30.08G02X0.Y33.5R10.5X33.5Y0.R33.5X30.08Y-7.754R10.5G01X4.072Y-31.5X-15.……………..X-15.G02X-26.5Y-15.R11.5……G03X-33.Y12.R12.G01G40X-45.G00Z50.M05M30%通过以上表1中两种程序格式的比较，看出以下几个问题：⑴进行零件加工时，需要从G54～G59的工件坐标指令其中的一个来指定工件坐标，部分控制器(数控系统)用G92指令确定工件坐标系。KND—10M系统中，可以使用G54～G59或G92来设定工件坐标系。在实际生产中，通常使用G54～G59指令来设置坐标加工零件，因为这种指令加工时对刀更为简便。在G54～G59指令中最常用的是G54指令。但是采用系统缺省的后处理文件时是无法实现G54指令自动输出的。⑵MPFAN.PST后处理文件针对的是4轴加工中心，而目前使用KND—10M是3轴数控铣床系统，多出了第4轴数据“A0.”。⑶KND—10M是数控铣床系统，它不带刀具库，所以要去掉换刀指令M6、回参考点动作G28、刀具长度补偿指命G43、G44。同时在该系统中刀具半径补偿G41和G42指令补偿量的代号是H而不是D。⑷KND—10M系统本身程序存储空间比较小，为了减少程序存储空间只好将NC文件中的注释行、行号等删除。三、后置处理文件的修改如果要避免以上问题，可对NC文件进行大量重复修改，但易于出错，效率低下。为了提高效率，对PST（后置处理）文件进行修改更为合理。选择缺省的MPFAN.PST后处理文件编辑与修改有二种方式：①通过记事本打开MPFAN.PST进行编辑；②通过Mastercam软件自带的PFE32编辑器进行编辑。它的打开方式为：Mastercam中主菜文档（File）/编辑（Edit）/PST，系统弹出读文件窗口，选择Mpfan.PST文件打开。1、文件头修改设置为使Mastercam最后生成的NC程序文件能够通过笔记本电脑与数控机床RS232接口4联接后直接将程序传送到机床上进行加工或进行DNC加工零件。KND-10M数控系统传送时能够直接识别的开头格式如下：：%：O0002为了使得生产的NC程序能够直接满足KND-10M数控系统的要求，那么MPFAN.PST后处理文件中程序段修改如表2。表2修改前（MPFAN.PST）修改后（KND.PST）%,e*progno,e:,%,e:,*progno,e“e”表示程序换行结束符2、删除文件和刀具注释省缺后置处理文生产NC程序中文件、刀具注释如下：(PROGRAMNAME-T)(DATE=DD-MM-YY-26-04-07TIME=HH:MM-11:25)(12.FLATENDMILLTOOL-1DIA.OFF.-1LEN.-1DIA.-12.)KND数控系统不能识别文件、刀具注释，必须将它们删除。那么后处理文件改修如表3。表3修改前（MPFAN.PST）修改后（KND.PST）(,pstrtool,*tnote,*toffnote,*tlngnote,*tldia,),e(PROGRAMNAME-,sprogname,),e(DATE=DD-MM-YY-,date,TIME=HH:MM-,time,),e#(,pstrtool,*tnote,*toffnote,*tlngnote,*tldia,),e#(PROGRAMNAME-,sprogname,),e#(DATE=DD-MM-YY-,date,TIME=HH:MM-,time,),e或直接删除这三行程序“#”表示注释，在它以后一行的程序或说明不影响整个后处置文件。3、G代码和M辅功能修改KND数控机床G代码与M辅功能与省缺后置处理文件生产G代码和M辅有所不同，同时、一些G代码系统本身可以省略的等等。解决上面问题具体后置处理文件修改如表4。表4修改前（MPFAN.PST）修改后（KND.PST）说明force_wcs:noforce_wcs:yes增加G54指令pbld,n,*smetric,e#pbld,n,*smetric,e或删除该行删除G21指令pbld,n,*sgcode,*sgplane,G40,G49,G80,*sgabsinc,e#pbld,n,*sgcode,*sgplane,G40,G49,G80,*sgabsinc,e或删除除该行删除NC程序中G0G17G40G49G80G90指令ifstagetool=zero,pbld,n,*t,M6,eifstagetool=zero,#pbld,n,*t,M6,e或删除该行删除NC程序中换刀指M6pcan1,pbld,n,sgabsinc,sgcode,*sg28ref,Z0.,scoolant,strcantext,epbld,n,*sg28ref,X0.,Y0.,protretinc,e#pcan1,pbld,n,sgabsinc,sgcode,epbld,n,scoolant,strcantext,e#pbld,n,*sg28ref,X0.,Y0.,protretinc,e或pbld,n,scoolant,strcantext,e删除NC程序中自动回参考点G28指令。pbld,n,G43,*tlngno,pfzout,scoolant,next_tool,e#pbld,n,G43,*tlngno,pfzout,scoolant,next_tool,e或删除该删除NC程序中刀具长度补偿G43指令5行fmtH4tloffnofmtD4tloffno刀具半径补偿指令的补偿量是代号H改为DEnableRotaryAxisbutton?YEnableRotaryAxisbutton?N删除第四轴数据“A0.”4、程序其他改修KND-10M系统的数控程序储存空间较少，为了减少程序的存储。可以将程序的程段号删除来减少程序储存空间。Mastercam生成的程序中缺省一些G功能和M功能代码用的是Ｇ或Ｍ加一位数字表示，例如直线插补用Ｇ１表示。但是我们手动编程的习惯Ｇ功能和Ｍ功能代号用Ｇ或Ｍ加二位数字表示。例如直线插补用Ｇ01表示,但是两种格式在数控系统中都是可以使用的。为了便于编程人员检查程序是否有错，尽量将程序改为编程人编程习惯。具体改修如表５表5修改前（MPFAN.PST）修改后（KND.PST）说明omitseq:no#Omitsequenceno.omitseq:yes#Omitsequenceno.删除ＮＣ程序的程序段sg00G0sg01G1sg02G2sg04G4sg00G00sg01G01sg02G02sg04G04将Ｇ代号加一位数改为Ｇ代号加二位数。sm04M4sm05M