基于MasterCAM的后置处理技术研究与实现
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摘要
后置处理技术是数控加工编程技术的关键技术之一，是CAD/CAM系统与机械制造连接的纽带，它直接影响自动编程软件的使用效果和零件的加工质量、效率以及机床的可靠运行。本文介绍了后置处理技术的内容、结构与功能，分析比较了专用后置处理系统和通用后置处理系统的程序结构和操作流程，探讨了后置处理程序中关键问题——后置处理的算法原理，对三坐标加工和多坐标加工的刀位计算以及多轴联动加工的进给速度进行了研究。本文研究、比较了常见CAD/CAM系统的刀位原文件格式，总结了SINUMERIK 810D/840D系统基本指令代码的特点，详细分析了SINUMERIK 810D/840D系统和FANUC0-MC系统在孔加工固定循环上的异同；剖析了MasterCAM系统的刀位原文件结构，研究了MasterCAM后置处理系统的机床特性文件的设计和定制方法。本文指出，通用后置处理系统是CAD/CAM系统的发展方向，但基于工程实际应用的需要，对广泛使用的CAM软件进行后置处理研究与开发是必要的。
基于MasterCAM通用后置处理系统，应用数控代码导向技术，通过修改其数据库模型，较好地开发配置SINUMERIK 810D数控系统的MV-610加工中心的专用后置处理程序，解决了该系统处理孔加工固定循环的难题，并成功应用于实际加工。通过实践验证，本系统能够直接处理轮廓、内槽、孔系、曲线及曲面的刀具路径文件，不需人工再做二次处理。
Post processing technology is one of the main technology of NC machining programming, it is the connection of CAD/CAM system and mechanical machining, it directly affect the applying affection, machining quality, effect and dependable running of auto-programming software. This text explicate the content, structure and function of post processing, analysis to compare the special post processing system's procedural structure and operational process with the general post processing system's. Questions the post processing procedure's key problem-the algorithm principle of post processing; It studies the three-axis's machining, the cutter location computation of multi-axis's and the feed rate of multi-axis's running. Studies and compares the general cutter location files' form of CAD/CAM systems. It contains the code's character of SINUMERIK 810D/840D system and FANUCO-MC system on hole machining constant cycle. Analysis the cutter location file's structure of MasterCAM system. Studies the machine tool's specifie
d files' design and making methods. This text points out that the general post processing system is the developing direction of CAD/CAM systems, but busing on the need of projects' practical application, it's necessary to study and develop the post processing of extensively need CAM software.
This text basing on the general post processing system of MasterCAM. using NC cod-" leading technology, by modifying its database Modula ,it develops and disposes SINUMERIK 810D NC system's special post processing procedure of MV-610 machining ,solves the problem of dealing with hole machining constant cycle and applies to practical machining. Through practical application, this system can deal with the cutter tool path file of counters, groves, holes, curves and surfaces directly, not need to do second-managing.
基于MasterCAM通用后置处理系统，应用数控代码导向技术，通过修改其数据库模型，较好地开发配置SINUMERIK 810D数控系统的MV-610加工中心的专用后置处理程序，解决了该系统处理孔加工固定循环的难题，并成功应用于实际加工。通过实践验证，本系统能够直接处理轮廓、内槽、孔系、曲线及曲面的刀具路径文件，不需人工再做二次处理。
Post processing technology is one of the main technology of NC machining programming, it is the connection of CAD/CAM system and mechanical machining, it directly affect the applying affection, machining quality, effect and dependable running of auto-programming software. This text explicate the content, structure and function of post processing, analysis to compare the special post processing system's procedural structure and operational process with the general post processing system's. Questions the post processing procedure's key problem-the algorithm principle of post processing; It studies the three-axis's machining, the cutter location computation of multi-axis's and the feed rate of multi-axis's running. Studies and compares the general cutter location files' form of CAD/CAM systems. It contains the code's character of SINUMERIK 810D/840D system and FANUCO-MC system on hole machining constant cycle. Analysis the cutter location file's structure of MasterCAM system. Studies the machine tool's specifie
d files' design and making methods. This text points out that the general post processing system is the developing direction of CAD/CAM systems, but busing on the need of projects' practical application, it's necessary to study and develop the post processing of extensively need CAM software.
This text basing on the general post processing system of MasterCAM. using NC cod-" leading technology, by modifying its database Modula ,it develops and disposes SINUMERIK 810D NC system's special post processing procedure of MV-610 machining ,solves the problem of dealing with hole machining constant cycle and applies to practical machining. Through practical application, this system can deal with the cutter tool path file of counters, groves, holes, curves and surfaces directly, not need to do second-managing.
引文
[1] 周济，周艳红．数控加工技术．北京：国防工业出版社，2002，1
[2] 刘雄伟．数控加工理论与编程技术．北京：机械工业出版社，2000，5
[3] Matsubara. A computer numerically controlled dieless incremental forming of a sheet metalProceedings of the I MECH E Part B Journal of Engineering Manufacture 2001, 215(7):959-966
[4] Peter Zelinski. A Better Process From Better Posts, Modern machine shop. 2000.000(M11):E6-E6
[5] Bouzakis, K.D.; Mitsi, S.; Tsiafis, J. Computer-aided optimum design and NC milling of planar cam mechanisms, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 1997.37(8): 1131-1142
[6] Dr. Charles V.Clarke. CATIA Comes to Windows, Desktop engineering. 2001, 4(8):50-59
[7] 赵得永．Pro/E数控加工．北京：清华大学出版社，2002，2
[8] 惠延波等．加工中心的数控编程与操作技术．2001年7月第1版
[9] CATIA Manufacturing. Computer-Aided Engineering, 2001, 13(2):48-53
[10] Sheu, Jinn-Jong. Three-dimensional CAD/CAM/CAE integration system of sculpture surface die for hollow cold extrusion. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 1999, 39(1):33-53
[11] R.Rajkumar, J.Graham, M.Rac. Curve and surface optimization within the CAD/CAM environment. Journal of Engineering Design, 2002, 13(2): 121-139
[12] Shang-Liang Chen and Wen-Tsai Wang. Computer aided manufacturing technologies for centrifugal compressor impellers. Journal of material processing technology, 2001, 115(3):284-293
[13] 实用数控加工技术编委会．实用数控加工技术．北京：兵器工业出版社，1995，4
[14] FANUC. FANUC P-MODEL EFAPT Turn/Mill. Tokyo: FANUC, 1991
[15] 李佳，朱心雄，后置处理系统介绍．计算机辅助设计与制造，1996，5：19-21
[16] 曾爱华．数控加工系统中通用后置处理系统的研究与实现．计算机辅助设计与制造，1996，1：26-29
[17]黄国权，吕金丽．数控加工的后置处理技术．应用科技，2001，11：7-9
[18]Lee, R.-S.; She, C.-H. Developing a postprocessor for three types of five-axis machine tools, International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 1997, 13(9):658-665
[19]张利波，周济．开放式数控编程通用后置处理器．机械与电子，1996，4：3-4
[20]程筱胜，刘壮等．数控编程系统中通用后置处理技术研究．南京航空航天大学学报，1996，6：825-830
[21]杨国平．CAXA制造工程师2000教程．机械工业出版社，2001，10
[22]钟建琳等．Sodick MC450加工中心后置处理研究．机械设计与制造，2002，2：88-90
[23]韩向利，袁哲俊等．五坐标机床后置处理方法的研究．组合机床与自动化技术，1995，3：34-37
[24]黎坚，周艳红，甘锡英．多坐标数控机床通用运动学模型的建立．中国机械工程，1999，10(1)：4-7
[25]王刚，赵万生等．数控机床通用后置处理程序的开发．机械，2000，3：4-6
[26]刘日良，艾兴．5轴数控机床坐标系统的一个特例及其后置处理方法．机械设计与制造工程，2002，3：61-62
[27]周艳红，周济，周云飞．五坐标数控加工中的理论误差分析与控制．机械工程学报，1999，35(3)：54-57
[28]何耀雄，周云飞，周济．可补偿任意结构数控机床几何误差的通用后置处理．应用科学学报，2002，3：84-89
[29]明兴祖．数控自动编程系统中后置处理的实现．组合机床与自动化加工技术，2002，1：29-31
[30]李吉平，刘华明等．多轴数控加工相关数学模型的建立与应用，机械设计与制造，2000，1：43-44
[31]韩建军．图形软件ANVIL5000及其后置处理程序设计．天津理工学院学报，1999，6：94-96
[32]熊清平，张正勇，李作清．CNC系统巨量NC程序解释实现的方法．中国机械工程，1999，10(6)：673-675
[33]Ruegg A. A generalized kinematics model for three-to-five-axis milling machines and their implementation in a CNC. Annals of the CIRP, 1992. 41(1):547-550
[34] Srivastava A K, Veldhuis S C,Elbestawit N A. Modeling geometric and thermal errors in a five-axis CNC machine tool. Iht J M Tools Manufact, 1995. 35(9): 1321-1337
[35] Koren Yoram, Lin R S. Five-Axis Surface Interpolators. Annals of CIRP, 1995. 44(1):379～383
[36] Bedi S, Ali I, Ouan N.Advanced Interpolation Techniques for NC Machines. ASME Journal of Engineering for Industry, 1993, 115(3):329～335
[37] Takafumi Saito, et al. Hodograph and normal of rational curves and surfaces. Computer Aided Geometric Design, 1995, 12:417-430.
[38] Xiong Guangleng,Li Bohu,Chen Jiadong,Li Jianming,Zhang Yuyun, Zhu Wenhai, Bai Shuqing, Concurrent Engineering Research and Application. Tsinghua Science And Technology, 1999, 4(2): 1375-1385
[39] 杨皖苏等．我国数控系统产业化发展的若干对策．组合机床与自动化加工技术，2001，11：48-52
[40] 黄迪生．CAM软件的时代特征．计算机辅助设计与制造，1999，3：5-10
[41] www.mastercam.com
[42] 邓奕，关耀奇．华中Ⅰ型数控系统基于MasterCAM的后置处理．湖南工程学院学报，2001，2：52-54
[43] 邓奕，王文格．MasterCAM的后置处理研究与开发．湖南工程学院学报，2002，4：37-40
[44] 李佳，徐燕申，彭泽民．CAD/CAM中五轴NC加工后处理关键技术研究．天津大学学报，1998，3：284-289
[45] 陈立群，沈允文．空间凸轮数控加工进给速度修正及编程．机械工程学报，2000，12：85-94
[46] 韦银星，吴锡英．STEP后处理器的设计及实现．计算机集成制造系统，1997，2：21-24
[47] SINUMERIK SYSTEM 810D Programming Instructions, 1997
[48] Mastercam Version 7 Scholar's International Publishing Corp, 1998
[49] 邓奕．MasterCAM软件的工艺性研究．组合机床与自动化加工技术，2002，3：42-44
[50] 邓奕，蒋德军．MV-610加工中心基于MasterCAM的后置处理程序设计．计算机辅助设计与制造，2000，11：47-49
[51]邓奕，谢骐，蒋德军．SINUMERIK-810D/840D系统孔加工固定循环后置处理．组合机床与自动化加工技术，2002，5：14-16
[52]邹树国等．通用后置处理中生成固定循环加工指令．工程图学学报，2002，120-25
[2] 刘雄伟．数控加工理论与编程技术．北京：机械工业出版社，2000，5
[3] Matsubara. A computer numerically controlled dieless incremental forming of a sheet metalProceedings of the I MECH E Part B Journal of Engineering Manufacture 2001, 215(7):959-966
[4] Peter Zelinski. A Better Process From Better Posts, Modern machine shop. 2000.000(M11):E6-E6
[5] Bouzakis, K.D.; Mitsi, S.; Tsiafis, J. Computer-aided optimum design and NC milling of planar cam mechanisms, International Journal of Machine Tools & Manufacture. 1997.37(8): 1131-1142
[6] Dr. Charles V.Clarke. CATIA Comes to Windows, Desktop engineering. 2001, 4(8):50-59
[7] 赵得永．Pro/E数控加工．北京：清华大学出版社，2002，2
[8] 惠延波等．加工中心的数控编程与操作技术．2001年7月第1版
[9] CATIA Manufacturing. Computer-Aided Engineering, 2001, 13(2):48-53
[10] Sheu, Jinn-Jong. Three-dimensional CAD/CAM/CAE integration system of sculpture surface die for hollow cold extrusion. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 1999, 39(1):33-53
[11] R.Rajkumar, J.Graham, M.Rac. Curve and surface optimization within the CAD/CAM environment. Journal of Engineering Design, 2002, 13(2): 121-139
[12] Shang-Liang Chen and Wen-Tsai Wang. Computer aided manufacturing technologies for centrifugal compressor impellers. Journal of material processing technology, 2001, 115(3):284-293
[13] 实用数控加工技术编委会．实用数控加工技术．北京：兵器工业出版社，1995，4
[14] FANUC. FANUC P-MODEL EFAPT Turn/Mill. Tokyo: FANUC, 1991
[15] 李佳，朱心雄，后置处理系统介绍．计算机辅助设计与制造，1996，5：19-21
[16] 曾爱华．数控加工系统中通用后置处理系统的研究与实现．计算机辅助设计与制造，1996，1：26-29
[17]黄国权，吕金丽．数控加工的后置处理技术．应用科技，2001，11：7-9
[18]Lee, R.-S.; She, C.-H. Developing a postprocessor for three types of five-axis machine tools, International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 1997, 13(9):658-665
[19]张利波，周济．开放式数控编程通用后置处理器．机械与电子，1996，4：3-4
[20]程筱胜，刘壮等．数控编程系统中通用后置处理技术研究．南京航空航天大学学报，1996，6：825-830
[21]杨国平．CAXA制造工程师2000教程．机械工业出版社，2001，10
[22]钟建琳等．Sodick MC450加工中心后置处理研究．机械设计与制造，2002，2：88-90
[23]韩向利，袁哲俊等．五坐标机床后置处理方法的研究．组合机床与自动化技术，1995，3：34-37
[24]黎坚，周艳红，甘锡英．多坐标数控机床通用运动学模型的建立．中国机械工程，1999，10(1)：4-7
[25]王刚，赵万生等．数控机床通用后置处理程序的开发．机械，2000，3：4-6
[26]刘日良，艾兴．5轴数控机床坐标系统的一个特例及其后置处理方法．机械设计与制造工程，2002，3：61-62
[27]周艳红，周济，周云飞．五坐标数控加工中的理论误差分析与控制．机械工程学报，1999，35(3)：54-57
[28]何耀雄，周云飞，周济．可补偿任意结构数控机床几何误差的通用后置处理．应用科学学报，2002，3：84-89
[29]明兴祖．数控自动编程系统中后置处理的实现．组合机床与自动化加工技术，2002，1：29-31
[30]李吉平，刘华明等．多轴数控加工相关数学模型的建立与应用，机械设计与制造，2000，1：43-44
[31]韩建军．图形软件ANVIL5000及其后置处理程序设计．天津理工学院学报，1999，6：94-96
[32]熊清平，张正勇，李作清．CNC系统巨量NC程序解释实现的方法．中国机械工程，1999，10(6)：673-675
[33]Ruegg A. A generalized kinematics model for three-to-five-axis milling machines and their implementation in a CNC. Annals of the CIRP, 1992. 41(1):547-550
[34] Srivastava A K, Veldhuis S C,Elbestawit N A. Modeling geometric and thermal errors in a five-axis CNC machine tool. Iht J M Tools Manufact, 1995. 35(9): 1321-1337
[35] Koren Yoram, Lin R S. Five-Axis Surface Interpolators. Annals of CIRP, 1995. 44(1):379～383
[36] Bedi S, Ali I, Ouan N.Advanced Interpolation Techniques for NC Machines. ASME Journal of Engineering for Industry, 1993, 115(3):329～335
[37] Takafumi Saito, et al. Hodograph and normal of rational curves and surfaces. Computer Aided Geometric Design, 1995, 12:417-430.
[38] Xiong Guangleng,Li Bohu,Chen Jiadong,Li Jianming,Zhang Yuyun, Zhu Wenhai, Bai Shuqing, Concurrent Engineering Research and Application. Tsinghua Science And Technology, 1999, 4(2): 1375-1385
[39] 杨皖苏等．我国数控系统产业化发展的若干对策．组合机床与自动化加工技术，2001，11：48-52
[40] 黄迪生．CAM软件的时代特征．计算机辅助设计与制造，1999，3：5-10
[41] www.mastercam.com
[42] 邓奕，关耀奇．华中Ⅰ型数控系统基于MasterCAM的后置处理．湖南工程学院学报，2001，2：52-54
[43] 邓奕，王文格．MasterCAM的后置处理研究与开发．湖南工程学院学报，2002，4：37-40
[44] 李佳，徐燕申，彭泽民．CAD/CAM中五轴NC加工后处理关键技术研究．天津大学学报，1998，3：284-289
[45] 陈立群，沈允文．空间凸轮数控加工进给速度修正及编程．机械工程学报，2000，12：85-94
[46] 韦银星，吴锡英．STEP后处理器的设计及实现．计算机集成制造系统，1997，2：21-24
[47] SINUMERIK SYSTEM 810D Programming Instructions, 1997
[48] Mastercam Version 7 Scholar's International Publishing Corp, 1998
[49] 邓奕．MasterCAM软件的工艺性研究．组合机床与自动化加工技术，2002，3：42-44
[50] 邓奕，蒋德军．MV-610加工中心基于MasterCAM的后置处理程序设计．计算机辅助设计与制造，2000，11：47-49
[51]邓奕，谢骐，蒋德军．SINUMERIK-810D/840D系统孔加工固定循环后置处理．组合机床与自动化加工技术，2002，5：14-16
[52]邹树国等．通用后置处理中生成固定循环加工指令．工程图学学报，2002，120-25