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1、基于 KND-10M数控系统MasterCAM基于KND-10M数控系统MasterCAM 9.0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
2、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
3、/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：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
4、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、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。几何造加工生成数控图1 Mastercam 一般的工作流程】、后置处理文件的问题后置处理文件简称后处理文件，是
5、 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。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
6、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
7、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）。呂1珂2j.00弋30图2表1MPFAN.PST 对应NC程序KND10 M 程序%00002(PROGRAM NAME -:%:O0002G00G90G54X-57.315YT)11.393S1500M03(DATE=DD-MM-YYZ10.26-04-07G01Z-3.F300.TIME=HH:MM-G41H1X-48.453Y3.30211:25)F150.N10G21G03X-31.5 Y4.072R12.N20G0G17G40G49G80G01X-7.754
8、Y 30.08G90G02X0. Y33.5R10.5(12. FLAT ENDMILLX33.5 Y0.R33.5TOOL - 1 DIA. OFF. - 1X30.08Y-7.754R10.5LEN. - 1 DIA. - 12.)G01X4.072Y-31.5N30T1M6X-15.N40G0G90X-57.315Y1 1.393A0.S1500M3X-15.N50G43H1Z50.G02X-26.5Y-15.R11.5N100G1X-7.754Y30.08G03X-33. Y12. R12.N110G2X0. Y33.5R10.5G01G40X-45.G00Z50.N440G1G40X
9、-45.M05N450G0Z50.M30N460M5%N470G91G28Z0.N480G28X0. Y0.A0.N490M30%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G54G59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.P
10、ST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.”。 KND 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。KND 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MPF
11、AN.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
12、，那么 MPFAN.PST 后处理文件中程序段修改如表 2。表2修改前修改后(MPFAN.PST)(KND.PST)%,%,ee*prog no, e:,*prog no, 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 NAME - T) (DATE=DD-MM-YY-26-04-07TIME=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。
13、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, TIME=HH:MM-, time, ), e#(, pstrtool, *tnote, *toffnote, *tlngnote, *tldia, ),e#(PROGRAM NAME - , sprogname, ), e #(DATE=DD-MM-YY - , date, TIME=HH:MM -, time, ), e
14、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.PS修改后(KND.PST)说明10p92909b3 ouisqe6s .089. 16冋9翌沟縣W姮9 *0U!sqe6Jlo冋NiiO80hii60h9ue|d6sb10 饪L9ue|d6sspoo6skspoo6s u p|qd #up|qd3 0U；9IJUS塗 3 ou;sijus u(p|qd#u p|qdP90 HOU：1尉SSX：SO/V_ 90J0JSO/V_ 90J0J（丄G49G80G90指 令ifstagetool = zero, pbld, n, *t, M6, eif stagetool = zero, # pbld, n,气M6, e 或删 除该行删 除NC 程序 中换 刀指 M6pca n1, pbld, n,sgabs inc,sgcode, *sg28ref,#pca n1,pbld,
