基于haas系統(tǒng)的臥式加工中心后置處理的設(shè)計與實現(xiàn)

基于haas系統(tǒng)的臥式加工中心后置處理的設(shè)計與實現(xiàn)

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)必要的零件需要雕刻。平面內(nèi)的字符通過數(shù)控雕刻機(jī)或者三軸立式加工中心就可完成。圓柱面上字符的加工需要在立式加工中心上配合旋轉(zhuǎn)軸來完成360°加工,但對于大型的回轉(zhuǎn)體類零件就不適合了。在此通過修改MasterCAM9.0后置處理程序,在數(shù)控臥式銑鏜床上完成圓柱面字符的刻制?，F(xiàn)要在φ580mm的圓柱面上完成線條和數(shù)字的刻制,如圖1所示。技術(shù)要求:線條寬度0.5mm、深度0.5mm,以0°為起點每10°刻一線條,共36條。字體為黑體,字高15mm,寬度系數(shù)0.85,刻字內(nèi)容為0,10,20,…,170,180,170,…,20,10。由于此零件過大,四軸立式機(jī)床和數(shù)控雕刻機(jī)均無法完成加工。鑒于此情況,根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備,我們只能采用在數(shù)控臥式銑鏜床上完成圓柱面字符的刻制。在加工程序方面,利用手工變量編程和MasterCAM9.0軟件中的替代軸功能相結(jié)合,圓滿完成了此零件的字符刻制加工。一、生成數(shù)控程序并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后置處理的主要任務(wù)就是把刀位原文件轉(zhuǎn)換成指定數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控程序。通常后置處理是根據(jù)具體機(jī)床運(yùn)動結(jié)構(gòu)和其數(shù)控系統(tǒng)能夠接受的控制指令格式,將前置處理中計算的刀位數(shù)據(jù)變成機(jī)床的運(yùn)動數(shù)據(jù),并按其控制指令轉(zhuǎn)換成為數(shù)控機(jī)床的加工程序。后置處理過程原則上是解釋執(zhí)行,即每讀出刀位源文件中的一個完整記錄(行),便分析該記錄類型,根據(jù)記錄類型確定是進(jìn)行坐標(biāo)變換還是進(jìn)行文件代碼轉(zhuǎn)換,然后根據(jù)所選數(shù)控機(jī)床進(jìn)行坐標(biāo)變換或者文件代碼轉(zhuǎn)換,生成一個完整的數(shù)控程序段,并寫到數(shù)控程序中去,直到刀位源文件結(jié)束。由于MasterCAM9.0軟件沒有專用于臥式加工中心的后置處理,需要人為對輸出的程序進(jìn)行多種替換和轉(zhuǎn)化才能應(yīng)用,但由于程序不便修改,稍有不慎就會替換失敗。在此我們利用MasterCAM9.0自帶的HAAS系統(tǒng)來進(jìn)行后置處理程序的設(shè)計和修改,以生成臥式加工中心能適用的帶有B軸的程序。在硬盤中找到需要修改的后置處理文件,在X:\MasterCAM\Mill\Posts找到MPHAAS.PST利用MicrosoftWord打開進(jìn)入編輯界面,進(jìn)行修改。(1)找到#Toolchange/NCoutputVariableFormats(刀具交換/NC輸出變量格式)將修改為:即將NC輸出變量格式A修改為B,程序輸出中就將A換為B。(2)找到#RotaryAxisSettings(旋轉(zhuǎn)軸設(shè)定)將修改為:即將機(jī)床改為臥式機(jī)床、旋轉(zhuǎn)軸圍繞Y軸。(3)找到#GeneralOutputSettings(一般輸出設(shè)置)進(jìn)行程序行號的刪除將修改為:即將輸出的程序中的行號進(jìn)行刪除,簡化程序。二、刻線程序的實現(xiàn)程序編制時,將刻線和數(shù)字分開編制,刻線利用手工變量編程,可以精簡程序。數(shù)字部分由于手工編程難度太大,幾乎無法完成,故選擇使用電腦軟件自動編程。1.線條的工藝編程2.haas加工中心設(shè)置的程序在此零件中,將用B軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來替代X軸的直線運(yùn)動,即Y、B軸作聯(lián)動運(yùn)動,Z軸保證加工深度,X軸始終處于圓柱體中心位置不參與運(yùn)動,來完成圓柱面上的圖形加工。(1)繪制圖形:將圓柱面展開,形成平面,L=πD=3.14159265×580mm=1822.1237mm,繪制1822.12374mm×25mm矩形。通過轉(zhuǎn)換→單體補(bǔ)正→復(fù)制→次數(shù)(36)→補(bǔ)正的距離(50.61455mm)等轉(zhuǎn)換完成刻度線和偏距為4mm的直線。點擊繪圖→下一頁→文字。打開繪制文字菜單,選擇真實字型→找到字體黑體→字形常規(guī)→確定,進(jìn)入圖2界面,輸入數(shù)字→高度14.5(在此不輸入15是因為軟件本身原因繪制出來的數(shù)字有誤差)→間距默認(rèn)→確定。返回主菜單,將每一個數(shù)字按照技術(shù)要求繪制在矩形內(nèi),經(jīng)過平移將數(shù)字置于矩形Y向中間位置,同時轉(zhuǎn)換→比例縮放→窗選(注意:每組數(shù)字需要單獨選擇并根據(jù)刻線右側(cè)尺寸為4mm的線的中點進(jìn)行縮放)→選擇豎線中點進(jìn)行縮放。需要注意的是在縮放比例界面內(nèi)進(jìn)行的模式為不等比例,X方向的比例為0.85,Y方向的比例為1.0。完成后再進(jìn)行平移旋轉(zhuǎn)等轉(zhuǎn)換后的結(jié)果如圖3所示。(2)加工參數(shù)的確定:返回主菜單,點擊刀具路徑→挖槽→窗選→選中所有數(shù)字→抓點方式(輸入0,0),按執(zhí)行鍵進(jìn)入挖槽設(shè)置界面。在刀具參數(shù)設(shè)置界面下,對刀具尺寸、程序號、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等常規(guī)設(shè)置完成后,選中旋轉(zhuǎn)軸按鈕,點擊進(jìn)入其功能設(shè)置界面如圖4所示。選中旋轉(zhuǎn)軸定位:則工件在指定旋轉(zhuǎn)軸定義的刀具平面內(nèi)不動,而刀具在X、Y、Z方向上移動;選中3軸:則工件繞指定旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動,刀具與旋轉(zhuǎn)軸平行;選中軸的取代:則工件繞指定旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動,刀具與旋轉(zhuǎn)軸垂直。在此在旋轉(zhuǎn)形式中選取軸的取代→取代X軸此時工件繞指定旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動,刀具與旋轉(zhuǎn)軸垂直。在旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置中,可根據(jù)實際情況選擇順時針或逆時針。在旋轉(zhuǎn)軸的直徑中輸入工件直徑580mm。注意:在該項設(shè)置中一定要輸入精確的直徑值,因為直徑大小的差別直接影響替代軸加工時的旋轉(zhuǎn)角度,對字體的真實度及進(jìn)給速度均產(chǎn)生較大的影響。點擊確定完成替代軸設(shè)置,系統(tǒng)返回挖槽設(shè)置界面。(3)進(jìn)入挖槽參數(shù)設(shè)置界面:選用絕對坐標(biāo)系,根據(jù)加工要求分別對安全高度→參考高度50.0mm→絕對坐標(biāo)→進(jìn)給下刀位置1.0mm→絕對坐標(biāo)→快速提刀→工件表面0.0→絕對坐標(biāo)→深度-0.5mm→絕對坐標(biāo)→挖槽加工形式→一般挖槽→加工方向順銑→XY方向預(yù)留量0.0等操作,單擊確定完成挖槽參數(shù)設(shè)定。(4)進(jìn)入精切/精修參數(shù)界面設(shè)定:選擇粗切→切削方式→等距環(huán)切→切削間距(距離)設(shè)為0.3mm→由內(nèi)而外環(huán)切→不精修→單擊確定完成精切/精修參數(shù)設(shè)定。系統(tǒng)返回刀具路徑菜單,點擊操作管理,進(jìn)入操作管理員界面。選擇刀具路徑模擬→點擊自動執(zhí)行,結(jié)果如圖5所示。(5)執(zhí)行后處理在圖5中選擇執(zhí)行后處理,選擇剛才經(jīng)過修改的HAAS加工中心適用的操作系統(tǒng),即可根據(jù)設(shè)置自動生成對應(yīng)的加工程序。程序見下,將其進(jìn)行簡單修改(此程序為西門子840D系統(tǒng))。零件現(xiàn)場加工如圖6所示。三、生成三軸數(shù)字視頻插裝法通過修改MasterCAM9.0后置處理程序,對程序的輸出進(jìn)行簡單設(shè)計,可達(dá)到意想不到的效果。同時利用軟件旋轉(zhuǎn)軸功能中軸的取代,簡單地完成圓柱面字符的刻制。對于螺旋槽、柱面凸輪、柱面槽類零件亦可由此方法來加工,不需要繪制三維立體圖進(jìn)行實體加工。但是由于本例中數(shù)控臥式銑鏜床本身的設(shè)計,主軸轉(zhuǎn)速不是很高,故加工