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PS-4SVH CNC数控铣床后处理文件的开发教程

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基本简介

 PS-4SVH CNC数控铣床后处理文件的开发

【摘 要】 我校PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床SINUMERIK802S数控系统,在MasterCAM内部找不到相应的后置处理程序,必须根据数控机床的结构、控制系统的编程原理和通信接口的要求,对MasterCAM默认的后置处理程序MPFAN进行必要的修改和重新设置。开发SINUMERIK802S数控系统专用的802S.PST后处理程序,满足了我校数控自动编程教学、数控加工的需要。

  【关键词】 MasterCAM后置处理程序 修改和设置 802S.PST后处理文件

  一、前言

  MasterCAM 是一套应用广泛的CAD/CAM/CAE软件包,它采用图形交互式自动编程方法实现NC程序的编制。NC程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的,不同的加工模块(如车削、铣削、线切割等)和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。软件当前使用哪一个后处理文件,是在软件安装时设定的,而在具体应用软件进行编程之前,一般还需要对当前的后处理文件进行必要的修改和设定,以使其符合系统要求和使用者的编程习惯。有些用户在使用软件时由于不了解情况,没有对后处理文件进行修改,导致生成的NC程序中某些固定的地方经常出现一些多余的内容,或者总是漏掉某些词句,这样,在将程序传入数控机床之前,就必须对程序进行手工修改,如果没有全部更正,则可能造成事故。本文以开发我校PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床(广东惠州博赛数控机床厂生产)SINUMERIK802S数控系统的后处理文件为例,介绍了MasterCAM后处理文件的内容以及修改和设置的方法。

  二、Mastercam软件的后置处理文件

  后置处理文件简称后处理文件,是一种可以由编程人员以回答问题的形式自行修改的文件,其扩展名为.PST,它定义了切削加工参数、NC程序格式、辅助工艺指令,设置了接口功能参数等,。在应用MasterCAM软件的自动编程功能之前,必须先对这个文件进行编辑,才能在执行后处理程序时产生符合某种控制器需要和使用者习惯的NC程序,也就是说后处理程序可以将一种控制器的NC程序定义成该控制器所使用的格式。 MasterCAM的后置处理程序内定成适应日本FANUC控制器的通用格式。国产的数控系统和SINUMERIK数控系统一般在MasterCAM中没有对应的.PST后处理文件。在具体应用软件进行编程之前,一定要对当前的后处理程序进行修改和设定。不同系列的后处理文件在内容上略有不同,但其格式及主体部分是相似的,一般都包括以下几个部分。

  ()、注解

  程序每一列前有"#"符号表示该列为不影响程序执行的文字注解。如:

  # mi2-Absolute, or Incremental positioning

  0=absolute

  1=incremental

  表示mi2定义编程时数值给定方式,若mi=0为绝对值编程,mi=1为增量值编程。

  在这一部分里,定义了数控系统编程的所有准备功能G代码格式和辅助功能M代码格式。

  (二)、程序纠错

  程序中可以插入文字提示来帮助纠错,并显示在屏幕上。如:

  # Error messages (错误信息)

  psuberror # Arc output not allowed

  "ERROR-WRONG AXIS USED IN AXIS SUBSTITUTION", e

  如果展开图形卷成旋转轴时,轴替换出错,则在程序中会出现上面引号中的错误提示。

  (三)、定义变量的数据类型、使用格式和常量赋值

  如规定G代码和M代码是不带小数点的两位整数,多轴加工中心的旋转轴的地址代码是ABC,圆弧长度允许误差为0.002,系统允许误差为0.00005,进给速度最大值为10m/min等。

  (四)、定义问题

  可以根据机床加工需要,插入一个问题给后置处理程序执行。

  (五)、字符串列表

  字符串起始字母为s,可以依照数值选取字符串,字符串可以由两个或更多的字符来组成。

  字符串sg17,表示指定XY加工平面,NC程序中出现的是G17scc1表示刀具半径左补偿,NC程序中出现的是G41,字符串sccomp代表刀具半径补偿建立或取消。

  (六)、自定义单节

  可以让使用者将一个或多个NC码作有组织的排列。自定义单节可以是公式、变量、特殊字符串等:

  pwcs # G54+ coordinate setting at toolchange

  if mil >1, pwcs_g54

  表示用pwcs单节指代#G54+在换刀时坐标设定值,mil定义为工件坐标系(G54~G59

  (七)、预先定义的单节

  使用者可按照数控程序规定的格式将一个或多个NC代码作有组织的排列,编排成一条程序段。

  (八)、系统问答

  后置处理软件提出了五组问题,供使用者回答,可按照注解文字、赋值变量、字符串等内容,根据使用的机床、数控系统进行回答。

  三、MasterCAM后处理文件修改和设置的方法  

  我校的PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床采用的是 SINUMERIK802S数控系统在MasterCAM中也没有对应的.PST后处理文件。MasterCAM生成的NC代码需经多处修改后才能使用,极为不便。在数控教学的实践中我渐渐有这样的想法,能不能针对我校的数控系统开发专用的MasterCAM后处理程序,更好地进行数控实习教学呢?经过一段时间的摸索,我尝试着对MasterCAM的后处理程序进行了相应的修改。

  我使用的是Mastercam9.0的版本。首先分析了学校PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床采用的是 SINUMERIK802S数控系统的数控铣床的特点和它的GM代码的格式。该系统不具有换刀功能。接着我反复比较MasterCAM内置的几十种后处理程序所生成的NC程序,发现其中由MPFAN.PST后处理程序生成的NC程序与SINUMERIK802S数控系统编程格式最为相近。我想格式相同之处越多,后处理程序修改的地方也就相对越少。于是我确定把MPFAN.PST后处理程序作为我尝试修改的后处理程序。我用WINDOWS自带的写字板,打开MPFAN.PST后处理程序,进行编辑修改。修改后的后处理程序命名为802S.PST后处理程序。

  (一)、需要修改的部分

  1. 对功能相同,符号不一致的代码进行修改

  将"#Address string definitions"中的"Srad"R""修改为"Srad"CR""""Srminus"R-""修改为"Srminus"CR=-"";将 "#Select English/Metric Code"中的"Sg20 G20"修改为"Sg20 G70"、将"Sg21 G21"修改为"Sg21 G71";将"#Select reference return code"中的"Sg28 G28"修改为"Sg28 G74";将"#Start of File and Toolchange Setup"中的""M01""修改为""M0"",将""M30""改为""M2""

  2. 程序开始、结束和自动换刀格式的修改

  该部分的修改内容在"#Start of File and Toolchange Setup"中进行。

  (1)将在802S中不能识别的"*Progno,e"""(PROGRAM NAME-",Sprogname,),e"""(DATE=DD-MM-YY-",Date,"TIME=HH:MM-",Time,")", e"

  "Ptoolcomment""Pbld,N,"G43",*Tlngno,Pfzout, Scoolant,Next_Tool,e""Pfbld,n,"G92",*xh,*yh,*zh,e"及第二个""%",e"前面加"#"号,(以 "#"号开头视为注解,不影响程序执行)。

  (2)删除刀具注释找到"#Tool Comment/Manual Entry Section",把其中的"("pstrtool,*tnote,*toffnote,*tlngnote,*tldia,")",e"一行删除

  (3)将第一行的输出程序"Pbld,n,*Sgcode,*Sgplane, "G40","G49","G80",*Sgabsinc,e"修改为"Pbld,N,*Sgabsinc,"G54", "G64",e"。加工平面X-Y802SMastercam默认设置,所以在修改后的输出格式中没有列出。

  (4) 802S操作系统数控铣床编程没有换刀指令"M6",所以应将"Pbld,n,*T,"M6",e"改为"Pbld,N,*T",e"

  (5)删除重设项*Sgabsinc,将"Pcan1,Pbld,N,*Sgcode,*Sgabsinc, Pwcs,Pfxout, Pfyout,Pfcout,

  *Speed, *Spindle,Pgear,Strcantext,e"中的重设项"*Sgabsinc"删除。

  (6)在我国,公制单位一般是802SMastercam的默认设置,可以在"Pbld,n,*Smetric,e"前面加"#"号。

  (二)、重新设置的部分

  1.坐标轴的设置

  PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床是三轴联动,没有装旋转轴,找到旋转轴设置部分"#Rotary Axis Settings",把"Rot_On_X:1"改为"Rot_On_X:0"或找到"#Numbered questions for Mastercam Mill"提问项,将"164.Enable Rotary Axis Button?Y"改为"164.Enable Rotary Axis Button?N"即可关闭第四轴。

  2.圆弧插补方式的设置

  MPFAN后处理程序可以设置三种圆弧插补方式,SINUMERIK802S数控系统三种圆弧插补方式都支持。

  (1)维持"#General Output Settings"中的"Arcoutput:1"不变或设置为"Arcoutput:2"。后者则必须同时将"#Address String Definitions""Srad"R""改为"Srad"Cr"""Srminus"R-""改为"Srminus"Cr=-"",因为在输出的 NC程序中涉及到半径。

  (2)将"#General Output Settings"中的"Arcoutput:1"设置为"Arcoutput:0"

  3.孔加工固定循环开关的设置

  由于802S系统的孔加工固定循环的指令代码和输出格式与MPFAN后置处理程序完全不同,所以最好的处理方法是将"#Enable Canned Drill Cycle Switches"中的开关全部关闭,即"Usecandrill:No""Usecanpeck:No""Usecanchip:No" "Usecantap:No""Usecanbore1:No""Usecanbore2:No""Usecanmisc1:No" "Usecanmisc2:No"。这样,利用MasterCAM孔加工菜单进行孔加工时,将生成由"G0""G1""G4"和暂留时间"F"组成的孔加工固定循环程序。

  4.通信接口参数的设置

  可根据802S的接口参数和与计算机的实际接线情况进行设置,具体设置为:

  80.Communications port number for receive and transmit接收和发送的通信端口号 (1 or 2) ? 1

  81. Data rate传输速率1200,2400,4800,9600,14400,19200,38400)? 19200

  82. Parity奇偶校验(E/O/N)? N

  83. Data bits数据位(7 or 8)? 8

  84. Stop bits停止位 (1 or 2)? 1

  85. Strip line feeds? N

  86. Delay after end of line(seconds)? 每行末延迟(秒)0

  87. Ascii,Eia,or Binary(A/E/B)?A

  88. Echo keyboard to screen in terminal emulation? N

  89. Strip carriage returns? N

  

  四、加工实例

  1. 二维外形铣削

  如果选取主菜单下的"刀具路径--外形铣削"命令,对图1所示零件

  的四周进行二维外形铣削,其外形铣削加工参数如图2所示。则用修改前的后置处理程序"MPFAN"和修改后的后置处理程序"802S"生成的加工程序如下所示。

   图1 零件图

     图2 外形铣削加工参数的设置

     后置处理程序修改和设置前(MPFAN.PST后处理程序)生成的外形铣加工程序:

  %

  O0000

  (PROGRAM NAME - T)

  (DATE=DD-MM-YY - 16-10-07 TIME=HH:MM - 23:55)

  N100G21

  N102G0G17G40G49G80G90

  (TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 16.)

  N104T1M6

  N106G0G90X25.925Y55.968A0.S1600M3

  N108G43H1Z50.

  N110Z10.

  N112G1Z-6.F300.

  N114G3X-25.925R26.F500.

  N116G2X-61.432Y-5.532R82.

  N118G3X-35.507Y-50.436R26.

  N120G2X35.507R82.

  N122G3X61.432Y-5.532R26.

  N124G2X25.925Y55.968R82.

  N126G0Z50.

  N128M5

  N130G91G28Z0.

  N132G28X0.Y0.A0.

  N134M30

  %

  后置处理程序修改和设置后(802S.PST后处理程序)生成的外形铣削加工程序:

  %_N_802S_MPF

  N100G90G17G40G54G64

  N102T1

  N104G0G90X25.925Y55.968S1800M3

  N106Z10.

  N108G1Z-6.F300.

  N110G3X-25.925CR26.F500.

  N112G2X-61.432Y-5.532CR82.

  N114G3X-35.507Y-50.436CR26.

  N116G2X35.507CR82.

  N118G3X61.432Y-5.532CR26.

  N120G2X25.925Y55.968CR82.

  N122G0Z50.

  N124M5

  N126M2

  

  2. 进行钻孔加工

  如果选取主菜单下的"刀具路径--钻孔"命令,对加工零件中的圆进行钻孔加工,其中钻孔加工的第二个标签页的设置如图3所示。用修改前的后置处理程序"MPFAN"和修改后的后置处理程序"802S"生成的加工程序如下所示。

     图3 钻孔加工的第二个标签页的设置

     后置处理程序修改和设置前(MPFAN.PST后处理程序)生成的钻孔加工程序:

  %

  O0000

  (PROGRAM NAME - FAN)

  (DATE=DD-MM-YY - 07-10-07 TIME=HH:MM - 22:09)

  N100G21

  N102G0G17G40G49G80G90

  (TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 16.)

  N104T1M6

  N106G0G90X0.Y0.A0.S900M3

  N108G43H1Z50.

  N110Z10.

  N110G1Z-8.F300

  N114G0Z50.

  N116M5

  N118G91G28Z0.

  N120G28X0.Y0.A0.

  N122M30

  %

  后置处理程序修改和设置后(802S.PST后处理程序)生成的钻孔加工程序:

  %_N_802S_MPF

  N100G90G17G40G54G64

  N102T1

  N104G0G90X0.Y0.S900M3

  N106Z10.

  N108G1Z-8.F300.

  N110G0Z50.

  N112M5

  N114M2

  

  五、结论

  MPFAN.PST后处理程序用上述方法修改后的后处理程序符合SINUMERIK802S系统程序格式,经实践证明,使用按照上述方法设计的专用后置处理程序所生成的NC程序,能够处理轮廓、内槽、曲线的曲面的刀具路径文件,并不需人工再做二次处理,可在装配SINUMERIK 802S系统的数控铣床直接应用,加工各种类型的零件。802S.PST后处理文件不但填补了我校PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床MasterCAM自动编程数控教学没有后处理程序空白,还广泛应用于工厂的模具数控加工。对于其它数控系统,可参照此方法,对MasterCAM的后置处理程序修改,以满足数控加工的需要。

  参考文献

  1 SINUMERIK 802S/C操作与编程-铣床.北京.西门子(中国)公司.2003

  2 PS-4SVH CNC数控立式升降台铣床使用说明书.惠州. 惠州市博赛数控机床厂.2004

  3 王卫兵主编.Mastercam数控加工实例教程.北京.清华大学出版社.2006

 

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