基于haas系统的卧式加工中心后置处理的设计与实现

基于haas系统的卧式加工中心后置处理的设计与实现

在生产过程中，经常发现必要的零件需要雕刻。平面内的字符通过数控雕刻机或者三轴立式加工中心就可完成。圆柱面上字符的加工需要在立式加工中心上配合旋转轴来完成360°加工,但对于大型的回转体类零件就不适合了。在此通过修改MasterCAM9.0后置处理程序,在数控卧式铣镗床上完成圆柱面字符的刻制。现要在φ580mm的圆柱面上完成线条和数字的刻制,如图1所示。技术要求:线条宽度0.5mm、深度0.5mm,以0°为起点每10°刻一线条,共36条。字体为黑体,字高15mm,宽度系数0.85,刻字内容为0,10,20,…,170,180,170,…,20,10。由于此零件过大,四轴立式机床和数控雕刻机均无法完成加工。鉴于此情况,根据现有生产设备,我们只能采用在数控卧式铣镗床上完成圆柱面字符的刻制。在加工程序方面,利用手工变量编程和MasterCAM9.0软件中的替代轴功能相结合,圆满完成了此零件的字符刻制加工。一、生成数控程序并进行数据转换后置处理的主要任务就是把刀位原文件转换成指定数控机床能执行的数控程序。通常后置处理是根据具体机床运动结构和其数控系统能够接受的控制指令格式,将前置处理中计算的刀位数据变成机床的运动数据,并按其控制指令转换成为数控机床的加工程序。后置处理过程原则上是解释执行,即每读出刀位源文件中的一个完整记录(行),便分析该记录类型,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,然后根据所选数控机床进行坐标变换或者文件代码转换,生成一个完整的数控程序段,并写到数控程序中去,直到刀位源文件结束。由于MasterCAM9.0软件没有专用于卧式加工中心的后置处理,需要人为对输出的程序进行多种替换和转化才能应用,但由于程序不便修改,稍有不慎就会替换失败。在此我们利用MasterCAM9.0自带的HAAS系统来进行后置处理程序的设计和修改,以生成卧式加工中心能适用的带有B轴的程序。在硬盘中找到需要修改的后置处理文件,在X:\MasterCAM\Mill\Posts找到MPHAAS.PST利用MicrosoftWord打开进入编辑界面,进行修改。(1)找到#Toolchange/NCoutputVariableFormats(刀具交换/NC输出变量格式)将修改为:即将NC输出变量格式A修改为B,程序输出中就将A换为B。(2)找到#RotaryAxisSettings(旋转轴设定)将修改为:即将机床改为卧式机床、旋转轴围绕Y轴。(3)找到#GeneralOutputSettings(一般输出设置)进行程序行号的删除将修改为:即将输出的程序中的行号进行删除,简化程序。二、刻线程序的实现程序编制时,将刻线和数字分开编制,刻线利用手工变量编程,可以精简程序。数字部分由于手工编程难度太大,几乎无法完成,故选择使用电脑软件自动编程。1.线条的工艺编程2.haas加工中心设置的程序在此零件中,将用B轴的旋转运动来替代X轴的直线运动,即Y、B轴作联动运动,Z轴保证加工深度,X轴始终处于圆柱体中心位置不参与运动,来完成圆柱面上的图形加工。(1)绘制图形:将圆柱面展开,形成平面,L=πD=3.14159265×580mm=1822.1237mm,绘制1822.12374mm×25mm矩形。通过转换→单体补正→复制→次数(36)→补正的距离(50.61455mm)等转换完成刻度线和偏距为4mm的直线。点击绘图→下一页→文字。打开绘制文字菜单,选择真实字型→找到字体黑体→字形常规→确定,进入图2界面,输入数字→高度14.5(在此不输入15是因为软件本身原因绘制出来的数字有误差)→间距默认→确定。返回主菜单,将每一个数字按照技术要求绘制在矩形内,经过平移将数字置于矩形Y向中间位置,同时转换→比例缩放→窗选(注意:每组数字需要单独选择并根据刻线右侧尺寸为4mm的线的中点进行缩放)→选择竖线中点进行缩放。需要注意的是在缩放比例界面内进行的模式为不等比例,X方向的比例为0.85,Y方向的比例为1.0。完成后再进行平移旋转等转换后的结果如图3所示。(2)加工参数的确定:返回主菜单,点击刀具路径→挖槽→窗选→选中所有数字→抓点方式(输入0,0),按执行键进入挖槽设置界面。在刀具参数设置界面下,对刀具尺寸、程序号、主轴转速、进给速度等常规设置完成后,选中旋转轴按钮,点击进入其功能设置界面如图4所示。选中旋转轴定位:则工件在指定旋转轴定义的刀具平面内不动,而刀具在X、Y、Z方向上移动;选中3轴:则工件绕指定旋转轴运动,刀具与旋转轴平行;选中轴的取代:则工件绕指定旋转轴运动,刀具与旋转轴垂直。在此在旋转形式中选取轴的取代→取代X轴此时工件绕指定旋转轴运动,刀具与旋转轴垂直。在旋转方向设置中,可根据实际情况选择顺时针或逆时针。在旋转轴的直径中输入工件直径580mm。注意:在该项设置中一定要输入精确的直径值,因为直径大小的差别直接影响替代轴加工时的旋转角度,对字体的真实度及进给速度均产生较大的影响。点击确定完成替代轴设置,系统返回挖槽设置界面。(3)进入挖槽参数设置界面:选用绝对坐标系,根据加工要求分别对安全高度→参考高度50.0mm→绝对坐标→进给下刀位置1.0mm→绝对坐标→快速提刀→工件表面0.0→绝对坐标→深度-0.5mm→绝对坐标→挖槽加工形式→一般挖槽→加工方向顺铣→XY方向预留量0.0等操作,单击确定完成挖槽参数设定。(4)进入精切/精修参数界面设定:选择粗切→切削方式→等距环切→切削间距(距离)设为0.3mm→由内而外环切→不精修→单击确定完成精切/精修参数设定。系统返回刀具路径菜单,点击操作管理,进入操作管理员界面。选择刀具路径模拟→点击自动执行,结果如图5所示。(5)执行后处理在图5中选择执行后处理,选择刚才经过修改的HAAS加工中心适用的操作系统,即可根据设置自动生成对应的加工程序。程序见下,将其进行简单修改(此程序为西门子840D系统)。零件现场加工如图6所示。三、生成三轴数字视频插装法通过修改MasterCAM9.0后置处理程序,对程序的输出进行简单设计,可达到意想不到的效果。同时利用软件旋转轴功能中轴的取代,简单地完成圆柱面字符的刻制。对于螺旋槽、柱面凸轮、柱面槽类零件亦可由此方法来加工,不需要绘制三维立体图进行实体加工。但是由于本例中数控卧式铣镗床本身的设计,主轴转速不是很高,故加工