基于KND-10M数控系统MasterCAM90后置处理的

基于KND-10M 数控系统MasterCAM
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、KND
Mastercam 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效劳。

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开展，我国数控技术也得到了前所未有的开展。

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适宜的刀具、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：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程序格式差异在哪里？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，选择适宜的刀具、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1
ＫＮＤ—１０M程序
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，
局部控制器(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
如果要防止以上问题，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通过记事本翻开MPFAN.PST进行编辑；②通过Mastercam软件自带的PFE32编辑器进行编辑。

它的翻开方式为：Mastercam中主菜文档〔File〕/编辑〔Edit〕翻开。

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。

“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 - 26-04-07 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
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
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ＣＡＤ／ＣＡＭ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ＮＣ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],2004。