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        GSK990M實現MASTERCAM自動編程加工

        GSK990M實現MASTERCAM自動編程加工


        摘要:在經濟型數控系統上運行CAD/ CAM 生成的數控軟件要克服很多困難。本文對運用GSK990M 數控系統實現MasterCAM 自動編程加工的方法進行了初步的探索,對加工程序的適應性進行了分析。結果說明:運用GSK990M 數控系統能夠實現兩軸半自動編程加工。 
        關鍵詞:MasterCAM;NC 程序;GSK990M;適應性

        MasterCAM 是我國目前機械加工行業使用較為普遍的一種CAD/ CAM 軟件,它在CAD部分提供了多種造型功能,不僅有完備的二維、三維線框造型,而且有多種實用的曲面造型功能及擴展的標準幾何圖形的造型功能。在CAM部分,MasterCAM 可對零件圖形直接編制刀具路徑(NCR)。此外,MasterCAM 還具有加工功能強大、廣泛適應的可擴展的前后置處理能力、強大的外界接口功能、人機界面友好、易學易懂等特點。由于具有以上特點,在眾多的CAD/ CAM軟件中,MasterCAM 因較為適合廣大中小企業而得到較廣泛的應用。

        GSK990M 是廣州數控設備廠開發的經濟型數控系統,在華南地區有眾多的使用客戶。本文作者在實踐教學和實際工程應用中,對應用GSK990 數控系統實現MasterCAM 自動加工進行了探索,并歸納如下。 
        1 MasterCAM NC 程序格式對機床數控系統適應性分析

        Master CAM 作為一種通用性很強的CAD/ CAM 軟件,它自動生成的數控加工程序能適應很多種類的數控機床,但程序中有些獨特的格式卻與大多數數控系統都不直接兼容,所以一般都要對MasterCAM 生成的程序作一些局部的修改(以上所述的格式不是指數控的指令系統,如果機床的指令系統不兼容,則首先要在中選擇合適的后處理器,產生與本機兼容的數控程序)。這種修改不但對經濟數控銑床是必要的,即使是在數控加工中心上也是需要的。修改的范圍或內容,隨著機床的不同可能會有些區別。如果使用者在MasterCAM中已建模,并已建好刀具路徑,進入操作管理,點擊圖中的Post 的對話框,在框中勾選Save NC file 和Edit(圖1),確認后建立新的NC文件名,即自動生成MasterCAM NC 文件。要使該NC文件的格式符合GSK990M 要求,還必須經相應的處理。

        就GSK990M 而言,文件的格式應該作以下幾項改動。

        1. 1 程序名的修改

        GSK990M 數控系統規定程序的名稱以: 打頭,后面帶數字來表示程序名。而MasterCAM 的程序第一行只有百分號%,沒有后面的數字,這不符合該機系統的規定。所以要在第一行用: 符號代替原百分號%,并在后面加上一個不全為0 的四位數的數字,系統才能識別程序。

        1. 2 注釋語句的刪除

        MasterCAM 生成的程序前面有幾行英語注釋,它們分別是:

        (PROGRAM NAME) 
        (DATE. . . TIME) 
        (FLAT ENDMILL. . . . )

        上面三段分別是表示程序名稱,程序生成的日期(年、月、日) 及時間,使用刀具的種類、刀具號、刀具直徑等內容。這三段的內容與運行軌跡無關,需要刪除。需要注意的是,如果程序中使用了多把刀具,每換一把刀就會出現一次有關刀具的注釋,在修改程序時要全部找出來,一次性刪除。

        1. 3 個別不兼容指令或不起作用的指令的修改

        作這項修改,要求操作者具有數控編程的基本知識,并熟悉自己使用的操作系統。根據廣州GSK990M 型機床的情況,有以下幾種情況可以作改動:

        一 是刪除或更改不兼容指令,如刪除程序開頭和結尾出現的代碼AO。對深孔鉆的鉆孔指令程序段進行局部改寫。

        二 是刪除一些經濟型機床不具備的功能指令,比如,MasterCAM 遇到多種刀具切削時,數控加工中心具有自動換刀與刀具補償功能,而GSK990M 數控銑床則只能采用人工換刀,因此,應刪除調用刀指令(如T1M6)、刀具正向補償(G43) 指令、取消刀度長度補償指令(G49)。此外,由于機床不能變頻調速,主軸速度功能S 也應刪除。

        三 是為簡練程序刪除一些不起作用的指令,如程序初始化時的G21、G40、G49、G80、G90 等指令(注:這些指令如果在程序中不是起初始化作用,則不能刪除),因為這些指令都是系統默認狀態,可以刪除。
        2 MasterCAM NC 程序對機床運動功能適應性分析

        2. 1 設備功能對刀路軌跡的限制

        GSK990M 屬經濟型數控銑床,它不具備三軸聯動的功能。因此,在對維和三維圖形編制刀路時,應考慮以下的功能限制。

        2. 1. 1 下刀方式

        在型腔加工中,為有效保證切入的順利進行,MasterCAM一般采用螺旋進刀。這種進刀方式從工件上面開始,螺旋向下切入。由于采用的連續加工的方式,可以比較容易保證加工精度。而且,由于沒有速度突變,可以用較高的速度進行加工。但是,由于GSK990M 不具備三軸聯動的功能,所以不能采取螺旋進刀方式,一般用以下進刀方式代替:

        一 是垂直進刀。這種導入方式首先需要用鉆頭在工件上鉆一個孔,然后再垂直進刀。垂直導入方式直接明了,不需要太多的計算。先在工件上鉆一個孔可以避免產生極大的沖擊力。但這種導入方式不容易排屑。

        二 是斜線進刀。這種方式是令刀具與工件保持一定斜角進刀,直接銑削到一定的深度,然后在平面內進行來回銑削。因為采取側刃加工,加工時需要設定刀具切入加工面的角度。

        三 是折線進刀。這種方式是刀具以折線下降的方式進刀,到達一定深度后,水平銑削平面。折線進刀是斜線進刀的改進方式。

        2. 1. 2 某些三維圖形的刀路

        在MasterCAM 的三維曲面加工刀路中,有七種曲面粗加工方式和十種精加工方式。在這些刀路中,有相當部分涉及到三軸聯動,由于機床運動功能的限制,這些刀路有的不能在GSK990M 機床上運行( 如Radial 放射式),有的需要對刀路的參數作特殊的限制才能運行(如平行式Surface Rough Parallel)。根據筆者對部分典型零件的加工體會,比較適合的刀路有粗加工的等高外形式( Surface Rough Contour) 和挖槽式(Surface Rough Pocket)以及精加工的等高外形式( Surface Finish Contour)。因此在GSK990M 機床上加工三維曲面受到一定的限制。

        2. 2 坐標系的使用

        MasterCAMNC 程序采用G54 作為工件坐標系。在GSK990M 系統中,有兩類建立坐標系的方法,一是將原MasterCAM 的G54 坐標系改為G92 坐標系,它通過設置坐標原點( 程序原點) 到刀具起點的有向距離來實現坐標系的建立。建立坐標系后,還需增加刀具移動的指令。G92 坐標系適合單件零件的加工

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