基于KND-10M数控系统MasterCAM.doc

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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CNC Software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

2、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

3、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： 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。 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

4、、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。 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。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图1 Mastercam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

5、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。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：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；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

6、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对应程序M程序%O0002(PR

7、OGRAM NAME - T) (DATE=DD-MM-YY26-04-07 TIME=HH:MM - 11:25) N10G21 N20G0G17G40G49G80G90 ( 12. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 12.) N30T1M6 N40G0G90X-57.315Y11.393A0.S1500M3 N50G43H1Z50.N100G1X-7.754Y30.08N110G2X0.Y33.5R10.5.N440G1G40X-45.N450G0Z50.N460M5N470G91G28Z0.N480G28X0.Y0.A

8、0.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.R11.5G03X-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： 进行零件加工时，需要从G54G5

9、9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。KND10M系统中，可以使用G54G59或G92来设定工件坐标系。在实际生产中，通常使用G54G59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G54G59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。 MPFAN.PST后处理文件针对的是4轴加工中心，而目前使用KND10M是3轴数控铣床系统，多出了第4轴数据“A0.”。 KND10M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

10、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。 KND10M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：通过记事本打开MPFAN.PST进行编辑；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

11、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：(PROGRAM

12、NAME - T)(DATE=DD-MM-YY - 26-04-07 TIME=HH:MM - 11:25)( 12. FLAT ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 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(PROGRAM NAME - , sprogname, ), e(DATE=DD-MM-YY - , date, TIM

13、E=HH:MM - , time, ), e#(, pstrtool, *tnote, *toffnote, *tlngnote, *tldia, ), e#(PROGRAM NAME - , 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

14、（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G0 G17 G40 G49 G80 G90指令if stagetool = zero, pbld, n, *t, M6,

15、eif stagetool = 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,strcant

16、ext,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或删除该行删除NC程序中刀具长度补偿G43指令fmt H 4 tloffnofmt D 4 tloffno 刀具半径补偿指令的补偿量是代号H改为DEnable Rotary Axis button? YEnable Rotary Axis button?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

17、，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功能代码用的是或加一位数字表示，例如直线插补用表示。但是我们手动编程的习惯功能和功能代号用或加二位数字表示。例如直线插补用01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。具体改修如表表5修改前（MPFAN.PST）修改后（KND.PST）说明omitseq : no #Omit sequence no.omitseq : yes #Omit sequence no.删除程序的程序段sg00 G0sg01 G1sg02

18、G2sg04 G4sg00 G00sg01 G01sg02 G02sg04 G04将代号加一位数改为代号加二位数。sm04 M4sm05 M5sm09 M9sm08 M8sm04 M04sm05 M05sm09 M09sm08 M08将代号加一位数改为M代号加二位数。经过上面这几个步骤的修改之后，将经过修改的后置处理程序另存为一个新的文件KND.PST，即可被MasterCAM9.0调用。对图2中所示零件，采用此后置处理程序得到以下NC程序文件如表1。四、结束后置处理文件的编辑和设定，对软件来说都是需要的。针对我校使用的数控系统KND-10M来说，在每次生成程序后都去对程序进行修改。不仅浪费时间，而且容易出错导致事故。所以，制定一个专用的后置处理文件。本文也就提供了具体后置处理程修改方法，已进过实践证明是可行的。参考文献：1 肖高棉,黄亮等. Mastercam 9.x. 北京:清华大学出版社M,20042 KND-10M铣、钻、镗床用数控系统用户手册. 北京凯恩帝数控技术公司,2004.85