[摘 要] 通過(guò)Master CAM軟件在加工中心加工中的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例,介紹了Master CAM中編制加工刀具路徑,生成NC碼以及對(duì)其修改,傳輸給數(shù)控機(jī)床加工的方法,有效地發(fā)揮軟件的功能, 提高機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的質(zhì)量和效率。

[關(guān)鍵詞] Master CAM;NC;數(shù)控機(jī)床;效率

[中圖分類號(hào)] TP302[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1008-4738(2009)06-0095-03

[收稿日期] 2009-10-12

[作者簡(jiǎn)介] 沈?yàn)榍?1979-),男,江蘇鹽城人,江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系講師,碩士研究生,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化。

0 前言

Master CAM軟件因其強(qiáng)大的CAD/CAM功能而享譽(yù)全球,包括美國(guó)在內(nèi)的各工業(yè)大國(guó),均一致采用本系統(tǒng)為設(shè)計(jì)、加工制造的標(biāo)準(zhǔn)。因此,無(wú)論在制造業(yè),還是在學(xué)校的教學(xué)科研中,Master CAM軟件都擁有廣泛的用戶群,成為最流行的CAD/CAM軟件之一。運(yùn)用Master CAM軟件可輕松繪制工件的二維圖形,進(jìn)行三維曲面設(shè)計(jì)以及實(shí)體造型,創(chuàng)建精確的刀具路徑,通過(guò)后處理生成數(shù)控加工程序,并能夠進(jìn)行仿真模擬加工。運(yùn)用CAD/CAM技術(shù)進(jìn)行數(shù)控加工,是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,它可以使企業(yè)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,降低產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。因此,Master CAM軟件在國(guó)內(nèi)的數(shù)控加工領(lǐng)域有著廣闊的前景[1]。

1Master CAM軟件簡(jiǎn)介

Master CAM是美國(guó)專業(yè)從事計(jì)算機(jī)數(shù)控程序設(shè)計(jì)專業(yè)化的公司CNC Software INC研制出來(lái)的一套計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)軟件。它將CAD和CAM這兩大功能綜合在一起,是我國(guó)目前十分流行的CAD/CAM系統(tǒng)軟件。它有以下特點(diǎn):

(1)Master CAM除了可產(chǎn)生NC程序外,本身也具有CAD功能(2D、3D、圖形設(shè)計(jì)、尺寸標(biāo)注、動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、圖形陰影處理等功能)可直接在系統(tǒng)上制圖并轉(zhuǎn)換成NC加工程序,也可將用其他繪圖軟件繪好的圖形,經(jīng)由一些標(biāo)準(zhǔn)的或特定的轉(zhuǎn)換文件如DXF文件(Drawing Exchange File)、CADL文件(CADkey Advanced Design Language)及IGES文件(Initial Graphic Exchange Specification)等轉(zhuǎn)換到Master CAM中,再生成數(shù)控加工程序。

(2)Master CAM是一套以圖形驅(qū)動(dòng)的軟件,應(yīng)用廣泛,操作方便,而且它能同時(shí)提供適合目前國(guó)際上通用的各種數(shù)控系統(tǒng)的后置處理程序文件。以便將刀具路徑文件(NCI)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的CNC控制器上所使用數(shù)控加工程序(NC代碼)。如FANUC、MELADS、AGIE、HITACHI等數(shù)控系統(tǒng)。

(3)Master CAM能預(yù)先依據(jù)使用者定義的刀具、進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等,模擬刀具路徑和計(jì)算加工時(shí)間,也可從NC加工程序(NC代碼)轉(zhuǎn)換成刀具路徑圖。

(4)Master CAM系統(tǒng)設(shè)有刀具庫(kù)及材料庫(kù),能根據(jù)被加工工件材料及刀具規(guī)格尺寸自動(dòng)確定進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)。

(5)提供RS-232C接口通訊功能及DNC功能[2]。

2Master CAM加工產(chǎn)品步驟

2.1 使用Master CAM設(shè)計(jì)零件三維圖形

以聯(lián)軸器模型為例,在Master CAM中建立零件模型如圖1。

2.2 Master CAM加工

Master CAM加工步驟包括:

(1)零件加工刀具路徑確定。根據(jù)加工工藝的安排,選用相應(yīng)工序所使用的刀具,根據(jù)零件的要求選擇加工毛坯,同時(shí)正確選擇工件坐標(biāo)原點(diǎn),建立工件坐標(biāo)系統(tǒng),確定工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的相對(duì)尺寸,并進(jìn)行各種工藝參數(shù)設(shè)定,如圖2、圖3,從而得到零件加工的刀具路徑。

(2)零件的模擬數(shù)控加工。設(shè)置好刀具加工路徑后 ,利用 Master CAM系統(tǒng)提供的零件加工模擬功能圖(圖4),能夠觀察切削加工的過(guò)程,可用來(lái)檢測(cè)工藝參數(shù)的設(shè)置是否合理,零件在數(shù)控實(shí)際加工中是否存在干涉,設(shè)備的運(yùn)行動(dòng)作是否正確,實(shí)際零件是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)在數(shù)控模擬加工中,系統(tǒng)會(huì)給出有關(guān)加工過(guò)程的報(bào)告。這樣可以在實(shí)際生產(chǎn)中省去試切的過(guò)程,降低材料消耗,提高生產(chǎn)效率。

2.3 對(duì)生成數(shù)控指令代碼修改

通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬數(shù)控加工,確認(rèn)符合實(shí)際加工要求時(shí),就可以利用后置處理程序來(lái)生成 NCI文件或 NC數(shù)控代碼,如圖5,Master CAM系統(tǒng)本身提供了百余種后置處理 PST程序。對(duì)于不同的數(shù)控設(shè)備,其數(shù)控系統(tǒng)可能不盡相同,選用的后置處理程序也就有所不同。對(duì)于具體的數(shù)控設(shè)備,應(yīng)選用對(duì)應(yīng)的后置處理程序,后置處理生成的 NC數(shù)控代碼可適當(dāng)修改。本文針對(duì)FANUC series 0i – MB系統(tǒng)做如下修改:

(1)程序頭: Master CAM默認(rèn)后處理器生成的原程序頭文件為%O1234,而法拉克默認(rèn)也為%O1234,故不用修改。

(2)程序的信息說(shuō)明行對(duì)于加工不產(chǎn)生作用可以刪掉?？梢远x文件名時(shí)寫入程序有關(guān)信息,程序中不出現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容。

(3) 添加建立工件坐標(biāo)系指令G54 ,刪G21(因?yàn)閲?guó)內(nèi)常用公制,系統(tǒng)默認(rèn)為公制),刪A0,因?yàn)闆](méi)有第四軸。

(4) 因?yàn)橐詳?shù)控銑床為例不用換刀指令,刪掉本行程序。對(duì)于加工中心 T、 M6 兩指令分兩行來(lái)寫,能節(jié)約換刀時(shí)間同時(shí)避免出問(wèn)題。

(5) 原程序是先移動(dòng) X、 Y 軸再移動(dòng) Z軸,改為先將刀具沿 Z軸提起再沿 X、 Y 軸移動(dòng),避免刀具與工件或夾具發(fā)生干涉。

(6) 可以用 G1 F2 000 代替G0,因?yàn)镚1速度能方便通過(guò)倍率開關(guān)控制,G0速度是系統(tǒng)已設(shè)置好的,一般較快。能進(jìn)一步防止程序方面或是操作方面的錯(cuò)誤或產(chǎn)生不良后果。

(7)不用回參考點(diǎn) ,節(jié)省時(shí)間[3]。

2.4 程序傳輸及機(jī)床加工

(1) 機(jī)床加工前所有的準(zhǔn)備工作做好后,按壓“操作面板”程序功能鍵,輸入給定一個(gè)程序番號(hào)或直接用要傳送加工程序文件中的程序號(hào),然后按壓“操作”、“ READ”、“EXECU“鍵,屏幕右下角閃爍顯示“輸入”字樣。

(2)單擊:“檔案”→“下頁(yè)”→“傳輸”菜單項(xiàng)功能,就可以打開傳輸對(duì)話框,參數(shù)如圖6,其中傳輸格式,接口、傳輸速率(波特率)要和機(jī)床參數(shù)對(duì)應(yīng)(這里前面五個(gè)步驟用Master CAM X版本,傳輸時(shí)用Master CAM9.0版本)。

(3)機(jī)床手動(dòng)操作面板上的方式開關(guān)置于“DNC加工”方式或“自動(dòng)方式”就可以加工工件[4]。(DNC加工和自動(dòng)方式?jīng)Q定于內(nèi)存的大小,內(nèi)存小用DNC加工在線加工,內(nèi)存大直接傳輸?shù)綑C(jī)床儲(chǔ)存器加工)。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用上面的方法編NC程序,可以將Pro/Engineer與Master CAM結(jié)合在一起使用,減少了造型工作量,提高了編程過(guò)程的效率,同時(shí)又增大了切削方式的選擇余地,能取得較為理想的加工效果,有效地發(fā)揮軟件的功能, 提高機(jī)械設(shè)計(jì)及制造的質(zhì)量和效率。

[參考文獻(xiàn)]

[1]蔣洪平. Master CAM x 標(biāo)準(zhǔn)教程[M].北京:北京理工大學(xué)出版社, 2007:2-8.

[2]何滿才.數(shù)控編程與加工- Master CAM x 實(shí)例詳解[M].北京:人民郵電出版社, 2007:40-57.

[3]蘇旭武. Master CAM 后置處理文件的高級(jí)編程方法及其應(yīng)用[J].模具工程,2007(5):121-123.

[4]王貴明. 數(shù)控實(shí)用技術(shù)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002: 1.

Application of Master CAM Software in NC Centre Machining

SHENWei-qing

(Jiangsu Finance & Economics college of Vocational Technology, Huai'an 223002, China)

Abstract:Through an example of Master CAM software application in NC machining, the method of graph to Master CAM is introduced in this paper. The methods of working out cutting tool route in Master CAM and producing NC code are stated. The example indicates that the comprehensive application of software can exert the corresponding advantages and make it more efficient.

Key words: Master CAM; NC; numerical control machine; efficiency