（机械工程专业论文）基于mastercam90的xh715数控加工中心后置处理程序开发.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文 第l 页 摘要 m a s t e r c a m 9 0 是美国c n cs o f t w a r e 公司开发的一套c a d c a m 数控系统，侧重于数 控加工。它采用图形交互式自动编程方法实现n c 程序的编制。采用m a s t e r c a m 9 0 进 行数控加工时，首先根据图形信息和加工信息生成n c i 文件，但n c i 文件不能直接传 送给数控机床，还必须通过各数控系统专用的后置处理程序，将n c i 文件转换成数控 系统可以接受和识别的n c 文件，才能控制数控机床正常工作。 n c 程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的，不同的加工模块( 如车削、铣 削、线切割等) 和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。软件当前使用哪一个后处 理文件，是在软件安装时设定的，而在对具体应用软件进行编程之前，一般还需要对 当前的后处理文件进行必要的修改和设定，以使其符合系统要求和使用者的编程习惯。 如果没有对后处理文件进行修改，则会导致生成的n c 程序中某些固定的地方经常出现 一些多余的内容，或者总是漏掉某些语句。因此，在将程序传入数控机床之前，就必 须对程序进行手工修改，如果没有全部更正，则可能造成事故。 本文通过分析m a s t e r c h t 9 0 后置处理程序的结构、设计方法，结合基于s i n u m e r i k 8 0 2 d 数控系统的) ( h 7 1 5 数控加工中心的编程特点，开发了专用的后置处理程序，使 m a s t e r c a m 9 o 生成的程序能够直接应用于) ( h 7 1 5 数控加工中心的加工。经在x h 7 1 5 数 控加工中心上运行，证明该专用后置处理程序可以提高m a s t e r c a m 9 0 编程效率，实现 数控加工自动化。 关键词；m a s t e r c a m 9 0x h 7 1 5 数控加工中心数控加工后置处理程序 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1i 页 a b s t r a c t m a s t e r c a r n 9 0o r i e n t e di nn u m e r i c a lc o n t r o lp r o c e s s i n gi sac a d c a mn u m e r i c a l c o n t r o ls y s t e md e v e l o p e db yc n cs o f t w a r ec o m p a n yi na m e r i c a n i tu s e sa r li n t e r a c t i v e g r a p h i c a lp r o g r a m m i n gm e t h o d t oa c h i e v ea u t o m a t i cn cp r o g r a md e s i g n w h e n m a s t e r c a m 9 0n u m e r i c a lc o n t r o ls y s t e mi su s e dt oc u tm a c h i n ep a r t ，n c if i l e sm u s tb e p r o d u c e da c c o r d i n gt og r a p hi n f o r m a t i o na n dp r o c e s s i n gi n f o r m a t i o nf i r s t l y t h en c if i l e s ， h o w e v e r , c a l ln o tb ed i r e c t l yd i l i v e r y e dt oc n cm a c h i n et o o l ，u n t i lt h en c if i l e sa le t r a n s f o r m e di n t of i l e s ，w h i c hc a l lb er e c e i v e da n di d e n t i f i e db yn cs y s t e m i no r d e rt o c o n t r o ln cm a c h i n et o o lc o r r e e t l y , v a r i o u ss p e c i a lp o s tp o s i t i o n a lp r o c e s sp r o g r a m m e r sh a v e t ob ee m p l o y e d n cp r o g r a mi sg e n e r a t e da u t o m a t i c a l l yb ys o f t w a r ec o n t r o lp o s t p r o c e s s i n gf u n c t i o n s ， d i f f e r e n tp r o c e s s i n gm o d u l e s ( s u c ha st u r n i n g ，m i l l i n g , w i r ec u t t i n g ，e t c ) a n dd i f f e r e n t n u m e r i c a lc o n t r o ls y s t e m c o r r e s p o n dt od i f f e r e n tp o s t p r o c e s s i n gd o c u m e n t s c u r r e n t s o f t w a r eu s e sa p o s t - p r o c e s s i n gf i l ew h i c hw a ss e ti nt h es o f t w a r ei n s t a l l a t i o n ，i nt h es p e c i f i c a p p l i c a t i o ns o f t w a r et op r o g r a mb e f o r et h eg e n e r a ln e e do ft h ec u r r e n tp o s t - p r o c e s s i n gf i l e a n ds e tt h en e c e s s a r yc h a n g e st om a k ei tm e e tt h es y s t e mr e q u i r e m e n t sa n du s e r p r o g r a m m i n gh a b i t s i ft h e r ea r en oc h a n g e st ot h ep o s t - p r o c e s s i n gf i l e s ，i tw i l ll e a dt ot h e g e n e r a t i o no fn cp r o g r a mw h e r es o m ef i x e dn u m b e ro fr e d u n d a n te l e m e n t so f t e no ra l w a y s m i s ss o m eo ft h es t a t e m e n t s ，t h e r e f o r e ，b e f o r et h ep r o g r a mc n cm a c h i n et o o l si m p o r t e d ， y o um u s tm a n u a l l ym o d i f yt h ep r o g r a m ，i fn o ta l lc o r r e c t ，i tm a y c a u s ea na c c i d e n t t h es t r u c t u r e sa n d d e s i g h nm e t h o d so fm a s t e r c a m 9 0p o s t p o s i t i o n a lp r o c e s s i n g p r o g r a m m e ra r ea n a l y z e di nt h i st h e s i s s p e c i a lp o s t p o s i t i o n a lp r o c e s s i n gp r o g r a m m e ri s d e v e l o p e dc o m b i n i n gw i t hp r o g r a m m i n gf e a t u r eo fx h 7 15t y p ec n cm a c h i n i n gc e n t e r , w i t hi sb a s e do ns i n u m e r i k8 0 2 dn u m e r i c a lc o n t r o ls y s t e m t h ep r o g a mc a np r o d u c e p r o g r a m ，w h i c hc a l l b eu s e dt oc u tm a c h i n ep a r t si nx h 715c n cm a c h i n ec e n t e r , b y m a s t e r c a m 9 0 a f t e rr u n n i n go nx h 715c n cm a c h i n ec e n t e r , i tp r o v e dt h a tt h e p r o g r a m m i n ge f f i c i e n c yc a l lb ei m p r o v e dc a l la n dt h ea u t o m a t i z a t i o no fn u m e r i c a lc o n t r o l 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 | i 页 p r o c e s s i n gc a nb ec a r d e do u tb yt h es p e c i a lp o s t p o s i t i o n a lp r o c e s s i n gp r o g r a m m e r k e yw o r d s ：m a s t e r c a m 9 0 ：x h 7 1 5c n cm a c h i n ec e n t e r ；c n cm a c h i n i n g ； p o s tp r o c e s s i n gp r o g r a m 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章引言 1 1 研究的目的和意义 目前用于数控加工自动编程的c a d c a m 软件有m a s te rc a m 、p r o e 、u g 、 c a x a 制造工程师等。m a s t e r c a m 9 0 软件是由美国c n cs o f t w a r e ，i n c 开发的 微机级c a d c a m 一体化软件系统，其具有丰富的三维曲面及实体造型设计、 数控加工编程的功能，使用方便，容易掌握，被广泛应用于机械制造行业和模 具行业中的零件二维与三维设计、数控自动编程与加工中。用户还可以将 a u t o c a d 、p r o e 、s 0 1i d w o r k s 等软件绘制的c a d 图形调入m a s t e r c a m 中，用 m a s t e r c a m 加工，实现c a d c a m 一体化。它的数控加工编程功能轻便快捷，特 别适合车间级和小型公司的生产与发展，目前，在国内外得到了非常广泛的应 用。在模具、航空航天等行业中，数控铣削加工中的三轴联动切削应用最为广 泛。m a s t e r c a m 9 0 系统提供了f a n u c 、m a h o 、h e id e n h a n e 、c e n t u r y 6 x 等众 多数控系统的三轴铣削编程后处理程序，但是由于在程序起始控制、刀具说明、 输出格式、程序传输等方面各数控系统有所差异，为实现其程序的易管理性、 减少手工的修改量等方面的要求，使m a s t e rc a m 9 0 软件得到进一步推广应 用，提高编程效率和程序质量，缩短产品的制造周期，提高产品的市场竞争力， 有必要对m a s t e r c a m 9 0 的后处理程序进行二次开发。 我院新进x h 715 数控加工中心配置的是西门子的s i n u m e r i k 8 0 2 d 数控 系统，在教学和生产过程当中发现，m a s t e r c a m 9 0 内部没有与之相对应的后 置处理程序，软件生成的n c 程序也不能够直接应用，需要人工做出大量的修 改，既不方便又易出差错。因此必须根据数控机床的结构、控制系统的编程原 理和通信接口的要求，对m a s t e r c a m 默认的后置处理程序m p f a n 进行必要 的修改和重新设置，以满足数控加工的需要，发挥软件c a m 模块的最佳效果。 目前，国产的数控系统一股在m a s t e rc a m 9 0 中也没有对应的p s t 后处 理文件，也必须对m a s t e r c a m 9 0 进行二次开发，开发出适合国产数控系统 的m a s t e r c a m 9 0 后置处理程序。 本文研究的目的是基于m a s t e rc a m 9 0 的通用后置处理程序，结合x h 7 l5 数控加工中心和s i n u m e r i k 8 0 2 d 数控系统的特点，提出开发专用的后置处理 程序的方法，使得m a s t e r c a m 9 0 生成的n c 程序能直接用于加工生产。 由上述分析可知，本课题的研究有很好的应用前景，且对其他数控系统有 西南交通大学硕士研究生学位论文 第2 页 参考借鉴作用，因此具有理论价值和实际意义。 1 2 国内外研究的现状 随着机械制造业的发展，数控技术的应用越来越广泛，数控机床和数控系 统的种类越来越多。纵观国内外数控编程及加工软件，只有少数专用数控系统 有相应的能完全不需要修改的自动编程软件。m a s t e r c a m 9 o 不具备西门子数 控系统的专用后置处理程序。 目前，用m a s t , e rc a m 9 0 为数控系统做自动编程时，一般仍采用自动编 程后再经手工修改的方法，有少量企业针对自己的数控机床编辑m a s t e r c a m 9 0 的后置处理程序，以满足企业的要求。市场上更没有相应的软件，只 有少量的研究文献，如：基于f a n u c o i m a 系统的m a s t e r c a m 9 0 后置处理程 序的编辑等。 开发专用后置处理程序常用的方法有两种：用高级语言编制和对c a m 软件 的已有后置处理程序进行编辑。 1 3 本文研究的主要内容 本课题主要研究内容： 研究x h 7 1 5 数控加工中心的结构与参数和s i n u m e r i k 8 0 2 d 数控系统的 编程特点，熟悉该系统的n c 编程，包括功能代码等的组成和含义，看 其是否有不同于i s o 一10 5 6 - 19 7 5 标准的代码格式。 找出m a s t e r c a m 9 0 中与s i n u m e r i k 8 0 2 d 数控系统最符合的后置处理 文件。 研究m a s t e r c a m 9 0 的数控系统通用后置处理器的内容与结构。 研究通用后置处理器的工作原理，以及根据外界输入的信息，调用其 内部数据库模型，生成专用后置处理器的方法。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 第2 章m a s terc a m9 0 的自动编程功能 本章介绍数控编程的基本方法m a s t e rc a m 9 0 自动编程的特点和数据流 程等内容，是基于m a s t e r c a m 9 0 的x h 7 15 数控加工中心的自动编程的理论基 础。 2 1 数控编程概述 数控编程有手工编程和计算机自动编程两种。 数控手工编程，是先求出组成零件几何图形的基本图素的基点( 交点或切 点) 坐标值，然后按数控程序的格式要求固定地排列起来，再在其中嵌入一些 加工工艺指令因而编程的速度慢精度低，对所编写程序的仿真检查也很困难对 某些形状复杂的零件编程问题，如多轴联动等，用手工编程基本无法解决。 自动编程是利用计算机来计算节点的坐标值，再按规律自动组成数控程 序。对于简单零件图形，由于各节点坐标容易求出，通常采用手工编程，但对 于复杂零件，由于节点坐标值手工很难计算，需要借助于计算机进行自动编程。 数控自动编程从发展的历史来分，可分为： 1 数控语言型自动编程 早期的自动编程都是编程人员根据零件图形及加工工艺要求，采用 a p t ( a u t o m a tic a lly p r o g r a m m e d t o o ls ) 数控语言先编写成源程序单，再输入计 算机，由专门的编译程序，进行译码计算和后置处理后，自动生成数控机床所 需的加工程序清单。然后通过制成纸带或直接用通讯接口，将加工程序送入到 机床c n c 装置中。 数控语言是一套规定好的基本符号和由基本符号描述零件加工程序的规 则，它比较接近工厂车间里使用的工艺用语和工艺规程，主要由几何图形定义 语句、刀具运动语句和控制语句三种语句组成。a p t 语言最早于1 9 5 5 年由美 国研制成功，经多次修改完善，于7 0 年代发展成a p t - i v ，一直沿用至今。其 它数控语言( 如法国的i f a p t 、德国的e x a p t 、日本的f a p t h a p t 以及我国的 z c k s k c 等) 都是a p t 的变形。 编译程序是根据数控语言的要求，结合生产对象和具体的计算机，由专家 应用汇编语言或其它高级语言编好的程序。 由于当时计算机的图形处理能力较差，这种方式的自动编程系统一般都无 图形显示，不直观，易出错虽然后来增加了一些图形校验功能，但还是要反复 地在源程序方式和图形校验方式之间来回切换，并且还需要掌握数控语言。 2 图形交互自动编程 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 图形交互自动编程是一种计算机辅助编程技术，通常以计算机辅助设计 ( c a d ) 为基础，利用c a d 软件的图形编辑功能将零件的几何形状绘制到计算机 上，生成图形文件，然后调用数控编程模块，采用人机交互的方法在计算机屏 幕上指定被加工的部位，输入相应的加工参数，计算机便可进行必要的数学处 理并自动生成加工程序。同时，还可在计算机屏幕上动态地显示刀具的加工轨 迹显然，这种编程方法较前两种具有速度快、精度高、直观性好、使用方便、 便于检查等优点，并已成为目前国内外先进的c a d c a m 软件所普遍采用的数 控编程方法。这种自动编程具有图形显示的直观性和及时性，能较方便地进行 对话修改，易学且不易出错人机对话交互式图形化自动编程系统有e z - c a m 、 m s t e rc a m 、u g ii 、p r o - e 、c a x a 制造工程师等。 由于图形显示的直观性和及时性，人机对话交互式自动编程已经是数控加 工领域应用最广的自动编程方式。 m a s t e r c a m 9 0 是一套应用广泛的c a d c a m c a e 软件包，它采用图形化 交互式自动编程方法实现n c 程序编制，在模具加工行业有着广泛的市场。n c 程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的，不同的加工模块和不同的数 控系统对应着不同的后处理文件。 后置处理( p o s tp r o c e s s i n g ) 是数控加工中自动编程要考虑的一个重要问 题。自动编程经过刀具轨迹计算产生的是刀具数据( c u t t e r l o c a t i o n d a t e ) 文 件，而不是数控程序，因此，这时需要设法把刀路数据文件转变成指定机床能 执行的数控程序，采用通信的方式或是d n c 方式输入数控机床的数控系统，才 能进行零件的数控加工。 把c a d c a m 软件生成的刀路数据文件转换成指定数控机床能执行的数 控程序的过程就称为后置处理。刀路数据文件必须经过后置处理转换成数控机 床的运动信息后，才能驱动数控机床加工出设计的零件。后置处理程序是自动 编程系统的一个重要组成部分。后置处理程序的功能是根据刀路数据文件及机 床特性信息文件的信息，处理成相应数控系统能够接受的控制指令格式，也即 根据刀路数据文件中各种不同的加工要求，将刀路数据文件及机床特性信息文 件处理成一个个字，然后把字组成一个个程序段并将其输出。 图形化编程软件所生成的刀路数据文件，都需要经过特定的后置处理设 置，才能生成适应于特定数控系统的n c 代码。当今较为流行的几种c a m 软件 的后置处理系统，大致可分为专用后置处理系统和通用后置处理系统两种。像 p r o e 、u g 、c a x a 制造工程师等c a m 软件的后置处理，就应用图形交互及对 话框的方式来设置特定机床的后处理器，属于通用后置处理系统而像m a s te r c a m 9 0 等软件则采用的是专用后置处理系统，软件本身提供了多种数控系统 ( 如f a n u c a b 数控系统) 的标准后置处理文件，可生成供多种数控机床使用的 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 n c 代码如果在使用过程中遇到软件没有提供后置处理器的数控系统，则用户 必须根据数控系统的程序格式、各种功能代码及格式、各种参数初始值和默认 值，来编写m a s t e rc a m 9 0 的后处理文件，以生成所需的n c 程序。 2 2m as t erc a m 9 0 自动编程的特点 m a s t e r c a m 是由美国c n cs o f t w a r e 公司开发的基于微机的c a d c a m 软件， v 5 0 以上版本运行于w i n d o w s 操作系统。由于其功能齐全且价格较低，因此 有很高的市场占有率。软件的c a d 功能可以构建2 d 或3 d 图形，特别适用于具 有复杂外形及各种空间曲面的模具类零件的建模和造型设计。在c a m 方面，它 具有以下特点： 提供可靠与精确的刀具路径。 可以直接在曲面及实体上加工。 提供多种加工方式。 提供完整的刀具库材料库及加工参数资料库。 m a s t e r c a m 9 0 拥有车削、铣削、钻削、线切割等多种加工模块，允许用 户通过观察刀具运动来图形化地编辑和修改刀具路径。另外，软件提供多种图 形文件接口，包括d x f 、i g e s 、s t l 、s t a 、a s c ii 等。 2 3 m as t erc a m 9 0 自动编程的数据流程 利用m a s t e r c a m 9 0 软件的c a d 模块绘制零件的图形后，保存为木m c 9 文件。再进行加工刀路定义后，即可生成，l c n c i 刀具路径数据文件。该文件 存放了关于刀具工艺参数、加工节点坐标等按照刀路定义顺序产生的一些格式 固定的数据。最后由后置处理模块读取n c i 文件中的数据，经过选用的机床数 控系统后置处理文件j i c p s t 的处理，编译组合成适用于数控加工机床的n c 程 序清单文件水n c 。在m a s t e r c a m 9 0 中还存放有刀具参数、毛坯及刀具材质 配置、系统状态、加工工艺表单等一些数据格式文件数据流程如图2 一l 所示 图2 1 数据流程框图 西南交通大学硕士研究生学位论文 第6 页 第3 章m as t erc a m 9 0 的后置处理 本章针对m a s t e r c a m 9 0 软件的特点和数据处理流程，阐述m a s t e r c a m 9 0 后置处理的原理、文件格式和后置处理文件编制步骤，为实现基于 m a s t e r c a m 9 0 的x h 7 1 5 数控加工中心的自动编程提出具体思路。 从上一章介绍的m a s t e r c a m 9 0 软件的数据处理流程可知，m a s t e r c a m 生 成的刀路数据文件n c i 是不随数控系统变化的，但各种数控系统的n c 格式是 不尽相同的。因此最后生成n c 程序时需要用到不同的后置处理文件木p s t ， 从而生成不同的n c 格式程序代码。m a s t e r c a m 软件提供适用于多种不同数控 系统的后置处理文件，如适用于日本f a n u c 系统的m p f a n p s t ，适用于美国 d y n a p t h 数控系统的m p d y p t h p s t ，等等。但m a s t e rc a m 软件没有对应德国 西门子公司的s i n u m e r i k8 0 2 d 数控系统的后置处理文件，s i n u m e r i k 8 0 2 d 数 控系统无法直接使用默认的后置处理程序生成的n c 程序。因此，研究探索后 置处理文件就显得非常必要。 3 1 后置处理原理 后置处理文件简称后处理文件，是一种可以由用户自行修改的文件。 m a s t e r c a m 后处理程序采用的是纯文本格式文件接口，该文本是以脚本文件和 源代码文件混合而构成的。在后置处理中，系统要完成机床运动变换、非线性 运动误差校验，进给速度校验和加工程序生成等任务。后置处理过程原则上是 解释执行，即每读出刀路文件中的一个完整的记录( 行) ，即分析该记录的类型， 根据记录类型确定是进行坐标变换还是进行文件代码转换，然后根据所选的数 控机床进行坐标转换或文件代码转换，生成一个完整的数据程序段，并写到数 控程序文件中去，直到刀路原文件结束。后置处理流程如图3 1 所示。 3 2m a s t e r c a m 9 0 后置处理的文件格式 3 2 1m a s t erc a m 9 0 的，i c n c 文件 在m a s te r c a m 系统中，刀位原文件以n c i 为扩展名，称为n c i 文件。n c i 文件是a s c ii 码文件，集中了加工所需的刀具信息、工艺信息及其它参数信息， 这些信息大都来源于c a m 编程的交互定义参数。n c i 文件由若干个模块组成， 按照生成n c 程序的结构要求，可分成起始模块、工艺参数模块、运动模块和 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 图3 1 后置处理流程 结束模块。每个模块由一至多个信息块组成，信息按两行排列，第一行是操作 行，用简单的数字表示操作类型，如直线运动、圆弧运动、孔加工循环等；第 二行是数据行，包含了定义操作所需的信息。 其中操作行中根据操作类型分为四组： 1 运动操作指令：快速进给、直线和圆弧插补、五坐标插补等指令。 目前m a s t e r c a m 系统运动操作主要有快速进给运动、直线和圆弧插补运 动、五坐标插补运动。举例如下： 圆弧插补操作的n c i 语法格式： g 12345678 式中g 为圆弧插补操作指令，值取2 或3 ，表示顺圆弧插补或逆圆弧插补。 数据行中有8 个参数，按照格式要求排成一定的顺序，以确定操作动作，每个 参数又可有一个或若干个选择参数。如数据行第一个数值为圆弧加工所在平 面，其参数为o 、1 或2 ，分别表示x y 平面( g 17 ) 、x z 平面( g i8 ) 和y z 平面( g 19 ) 。 通过调用前置处理的信息，后置处理将相关参数代码转换成n c 加工指令。 五坐标插补运动的n c i 格式为： g l 234 567891 0l11 2 式中g 取1 1 表示五坐标插补运动，数据行中1 2 个参数的含义如下： l 6 ：分别表示x 、y 、z 、u 、v 、w 的位置； 7 ：取正时为进给速度，取一l 进给速度保持不变，取一2 为快进； 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 8 ：刀具参数； 9 ：控制标志； 10 、1 1 、12 ：刀具与零件表面的切触点的向量分量。 2 文件格式指令：n c 程序开始、结束格式。 这部分指令主要描述n c 程序开始、刀具准备和n c 程序结束等指令信息。 在文件开始信息块中，操作行可选10 0 0 、1 0 0 1 或10 0 2 ，数据行包含了刀具( 尺 寸、补偿、磨损) 、冷却控制、主轴速度、进给速度、参考点等信息，其n c i 格式如下： f 123 4 56789101l12l31 4l51 61 71 8 式中操作行f 取1 0 0 0 为不换刀标志；取10 0 1 表示文件的开始，对应的数 据行有详尽的信息描述；操作行取1 0 0 2 为换刀标志，对应的数据行也有详尽 的新刀具的信息描述。 数据行中1 8 个参数的含义如下： 1 ：程序号； 2 ：程序段起始序号，为o ，则不输出序号： 3 ：程序段序号增量； 4 ：刀具号码； 5 - - 6 ：刀具半径补偿寄存器号、刀具长度补偿寄存器号； 7 ：铣削平面，指进行圆弧插补运动所在的平面，取0 为x y 平面，取1 为 y z 平面，取2 为x z 平面； 8 ：主轴转速( 转分) ； 9 ：切削进给速度( 英寸分) ； 10 ：冷却液开关，取0 关闭冷却液，取1 打开冷却液； 1 l 13 ：编程时设定的一个程序结束后快速退回的位置，1 1 13 分别指 定x 、y 、z 坐标值； 1 4 l6 ：分别为机床原点的x 、y 、z 坐标值； 17 ：旋转轴的方位，l 为旋转轴平行于y 轴，即b 轴；2 为旋转轴平行于 x 轴，即a 轴； 18 ：旋转轴的半径。 3 固定循环操作指令：孔加工循环及车、铣加工固定循环等指令。 4 杂项操作指令：定义杂项整数、参数等。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 3 2 2m a s t e r c a m 9 0 的木p s t 文件 不同系统的指令代码和格式定义虽各不相同，但m a s t e rc a m 9 0 系统的 所有p s t 文件基本上都由以下部分组成： 1 a n n o t a tio n ( 注释)对后处理文件及其设定方法作一般性介绍。在程序 的行前用符号“# ”开头，其后的文字的注解不影响程序的执行。如； # p o s tn a m e：m p f a n ( 定义后置处理器名称) # p r o d u c t：m i l l ( 定义种类为铣削) # m a t h i n en a m e：g e n e r i cf a n u c ( 默认的f a n u c ) # c o n t r o ln a m e：g e n e r i cf a n u c ( 控制系统为默认的f a n u c ) # d e s c r i p t i o n ：g e n e r i cf a n u cm i l lp o s t ( 描述，程序种类 为默认的f a n u c 铣削后置处理程序) # a s s o c i a t e dp o s t：n o n e ( 没有相关的后置处理程序) # m i1 1 t u r n：n o ( 不支持铣削车削复合) # 4 一a x is a x iss u b s ：y e s ( 是否进行四轴联动控制，有第四轴) # 5 - a x i s：n o ( 没有第五轴) # s u b p r o g r a m s：y e s ( 支持子程序) # e x e c u t a b le：m pv 9 0 ( 执行m p v 9 0 版) # m i 3 一s e l e c tg 2 8o rg 3 0r e f e r e n c ep o i n tr e t u r n ( 定义m i 3 为返 回参考点的变量) # 1 ) d i s a b l e4a x i sb ys e t t i n gt h en u m b e r e dq u e s t i o n1 6 4 t o n r o t o n x ：1# d e f a u l tr o t a r ya x iso r ie n t a ti o n ，s e eq u e s 1 6 4 # 0 = o f f ，1 = a b o u tx ，2 = a b o u ty ，3 = a b o u tz 2 c o m m a n d s ( 指令)指令的作用是对它后面的变量施加影响。如o l d v a r s 和n e w v a r s 指令，若写于刀具号码变量t 之前，使用o ld v a r s 时将呼叫前一把 刀具的号码，使用n e w v a r s 时将呼叫现在所使用的刀具号码。 3 d e b u g g in g a n df a c t o r ys e t p r o g r a ms w it c h e s ( 系统程序规划)此部分 是m a s t e r c a m 后处理系统规划，每个版本都大同小异。以下截取的是 m a s t e r c a m 9 0 版的： d e b u g g in ga n df a c t o r ys e tp r o g r a ms w it c h e s 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1o 页 # 一一一一一一一一一一一一一一一一 m o n e ：一l# d e f i n ec o n s t a n t z e r o：0# d e f i n ec o n s t a n t o n e：1# d e f i n ec o n s t a n t t w o：2# d e f i n ec o n s t a n t “t h r e e：3# d e f i n ec o n s t a n t f o u r：4# d e f i n ec o n s t a n t f i v e：5# d e f i n ec o n s t a n t 4 v a r ia b le s ( 变量)给出了“问题”中所使用的各种变量的定义。f a n u c 系列的后处理文件中定义了许多个变量。如p r o g n ( 程序号码) ，f ( 进给率) ， s ( 主轴转速) ，t ( 刀具号码) 等。水p s t 中变量一般分为6 组：位置变量、运 动和刀具变量、补偿和偏移变量、固定循环变量、杂项参数变量以及字符串和 目标变量。 变量的定义在后处理文件的开头部分已经作了说明，使用时可通过查阅了 解变量的意义。变量一经使用，就会在生成的n c 程序中表达确定的意义。如 变量s p i n d leo n ，转速为正或0 时定义为m 0 3 ，为负时定义为m 0 4 ，如果回答 问题时使用了该变量，则会在n c 程序的相应部分写出m 0 3 或m 0 4 。变量f i r s t t o o l 是用来呼叫程序中所使用的第一把刀的号码，此变量通常用于程序结束 时，将使用中的刀具改变为第一把刀的号码，以便在下一次执行程序时使用。 n e x tt o o l 用于无t 字首的刀具号码，使用这个变量可在刀具被呼叫前，选择 另一把刀具进行换刀。变量x r 、y r 、z r 是用于定义程序中快速定位的x 、y 、 z 坐标位置。x h 、y h 、z h 是用来规定机械原点的位置，通常用于换刀和程序结 束时使刀具返回机械原点。p r e v x 、p r e v y 、p r e y z 则是用来定义刀具所在的 前一个x 、y 、z 坐标的位置。其它变量的定义可参看文件开头的说明。 使用变量前需对变量先“格式描述”。如： # f o r m a ts t a t e m e n t s n = n o n m o d a l ，1 = l e a d i n g ，t = t r a i l i n g ，i = i n c ， d = d e l t a # 一一一一一一一一一一一一一 # c o m m o nf o r m a ts t a t e m e n ts f s 24lolo # i n t e g e r ，n o tle a d in g f s 25 2 020 1 # i n t e g e r ，f o r c et w ol e a d i n g f s 263 0 30 1 # i n t e g e r ，f o r c et h r e el e a d in g f s 274 o40 1 # i n t e g e r ，f o r c ef o u r1 e a d i n g 再“格式指定 。如： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 # t o o l c h a n g e n co u t p u tv a r i a b l ef o r m a t s # 一一一一一一一一一一一一一一一一 f m t t4 f m tt4 f m tt4 f m t d4 f m t h4 f m tg4 f m t p 4 f m ts4 f m tm4 t# t o o ln o f i r s tt 0 0 1# f i r s t t o o lu s e d n e x tt 0 0 1# n e x tt 0 0 1u s e d t l o f f n o# d i a m e t e ro f f s e tn o t l n g n o g _ w c s p _ w c s s p e e d # l e n g t ho f f s e tn o # w c sga d d r e s s # w c spa d d r e s s # s p i n d l es p e e d g e a r # g e a rr a n g e 其中f m t 表示格式指定命令。如转换成n c 文件后，s p e e d 的前缀为s ，4 为数据类型( 整数，数值前没有零) 。 5 g e n e r a lo u t p u ts e t tin g s ( 基本输出选项设置)执行后置处理程序时， 指定特定的数值给程序已定义或用户白定义的变量。如： o m i t s e q ：n o # o m i ts e q u e n c en u m b e r s ? ( 忽略程序段号? n o ) 通过修改基本输出选项设置，可控制n c 程序输出。下面举例说明修改初 始值对n c 程序输出的影响。( 下面是木p s t 文件的一部分) # g e n e r a lo u t p u ts e t t i n g s ( 基本输出选项设置) # 一一一一一一一一一一一一一一一一 s u b l e v e l ：1 # e n a b l ea u t o m a t i cs u b p r o g r a ms u p p o r t b r e a k a r c s ：2# b r e a ka r c s ，0 = n o ，l = q u a d r a n t s ，2 = l8 0 d e g m a xa r c s a r c o u t p u t ：1# 0 = i j k ，1 = rn os ig n ，2 = rs ig n e dn e g o v e r18 0 1n c a r c t y p e ：2# a r cc e n t e rl = a b s ，2 = s t c t r ，3 = c t r s t ，4 = u n s i g n e d d o f u l l _ a r c ：0 # a i l o wf u l lc i r e l eo u t p u t ? o = n o ，l = n o h e l i x a r c ：0 # s u p p o r th e l i xa r co u t p u t ，0 = n o ，l = a 1 1p l a n e s ，2 = x y p l a n eo n l y a r c c h e c k：1# c h e c kf o rs m a l1a r c s ，c o n v e r tt 0lin e a r 以上面的b r e a k a r c s 为例：当b r e a k a r c s = o 时，不打断圆弧，以整圆形式 输出；当b a e a k a r c s = 1 时，将圆弧划为4 等分，分4 象限的形式输出：当 b r e a k a r c s = 2 时，按1 8 0 度打断圆弧，分2 部分输出。 如图3 - 2 所示外形铣削，当b a e a k a r c s = l 时，其程序输出为： 西南交通大学硕士研究生学位论文 第12 页 0 1 2 3 4 n 1 0 0 g 2 l r20 图3 23 4 圆弧 n 1 0 2 g o g l 7 g 4 0 g 4 9 g 8 0 g 9 0 ( 1 0 f l a te n d m i l lt o o l id i a o f f 一il e n 一1d i a 一1 0 ) n 1 0 4 t 1 m 6 n 1 0 6 g o g 9 0 g 5 4 x 一6 5 y 一4 5 a o $ 2 0 0 0 m 3 n 1 0 8 g 4 3 h 1z 1 0 m 8 。 n 11 0 2 5 n l1 2 g 1z - 2 f 2 0 0 n 11 4 x - 5 5 f 5 0 0 n l1 6 x 4 0 n 11 8 g 3 x s s y - 3 0 r l5 n 1 2 0 g 1 y 1 5 5 0 5 、 n 1 2 2 g 3 x 7 5 y 4 0 r 2 5 1 j n 1 2 4 x 5 0 y 6 5 r 2 5