顫振是自激振動的一種。它是由于機(jī)床振動引起的切削深度發(fā)生變化，而這種變化又反饋給自身的刀具切削系統(tǒng)，*終導(dǎo)致走刀發(fā)生失步現(xiàn)象；發(fā)生顫振。MasterCAMCAM系統(tǒng)的*終目的是要生成CNC控制器可以解讀的數(shù)控加工程序（NC）碼。NC碼的生成一般需要以下3個步驟：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），生產(chǎn)數(shù)控加工中工件的幾何模型；計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），生成一種通用的刀具路徑數(shù)據(jù)文件（NCI文件）；后置處理（POST）將NCI文件轉(zhuǎn)換為CNC控制器可以解讀的NC碼。本文旨在說明通過對MasterCAM中的后置處理模塊進(jìn)行二次開發(fā)，理論上論證用MasterCAM自動編程原理來解決顫振問題的可行性。

　　1.自動編程系統(tǒng)的組成一個完整的自動編程系統(tǒng)，必須包括主處理程序（Mainprocessor）和后置處理程序（Postprocessor）兩部分。主處理程序用以對由數(shù)控語言（如APT等）書寫的零件源程序進(jìn)行翻譯并計(jì)算刀具中心軌跡，這一部分完全獨(dú)立于具體的數(shù)控機(jī)床。主處理程序的輸出一般為刀位數(shù)據(jù)（CutterLocationData），但這種刀位數(shù)據(jù)不能直接用作數(shù)控裝置的控制指令，因此，必須要有一個后置處理模塊，后置處理程序是自動編程系統(tǒng)中的一個重要組成部分，它是按數(shù)控機(jī)床的功能及數(shù)控加工程序格式的要求而編寫的一個計(jì)算機(jī)程序。它將主處理程序產(chǎn)生的位置數(shù)據(jù)和功能信息轉(zhuǎn)換成能被某種數(shù)控機(jī)床控制單元所接受的數(shù)控加工程序代碼。

 

　　以便用于控制機(jī)床并產(chǎn)生各種加工功能和加工運(yùn)動。圖形交互式自動編程系統(tǒng)的信息處理是建立在CAD和CAM的基礎(chǔ)上，其處理過程為：1）幾何造型就是利用圖形交互自動編程軟件的圖形構(gòu)建、編輯修改、曲線曲面造型等功能，將零件被加工部位的幾何圖形準(zhǔn)確地繪制在計(jì)算機(jī)屏幕上，同時，在計(jì)算機(jī)內(nèi)自動形成零件圖形的數(shù)據(jù)文件，作為下一步刀具軌跡計(jì)算的依據(jù)。自動編程過程中，軟件將根據(jù)加工要求提取這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析判斷和必要的數(shù)學(xué)處理，以形成加工的刀具位置數(shù)據(jù)。

 

　　2）刀具路徑的產(chǎn)生圖形交互式自動編程的刀具軌跡的生產(chǎn)是面向屏幕上的圖形交互進(jìn)行。首先在刀具路徑生成的目錄中選擇所需的子目錄，然后根據(jù)屏幕提示，用光標(biāo)選擇相應(yīng)的圖形目標(biāo)，點(diǎn)取相應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，輸入所需的各種參數(shù)。軟件將自動從圖形文件中提取編程所需的信息，進(jìn)行分析處理，生成數(shù)控加工程序，同時在屏幕上顯示出刀具軌跡圖形。

 

　　本軋輥C84100車床經(jīng)數(shù)控化改造后，采用兩軸聯(lián)動控制，Z軸是平行車床主軸，是拖板沿床身移動的方向，X軸是上滑板移動的方向，與Z軸相垂直，＋Z是刀具朝尾座方向移動；－Z朝床頭方向移動。＋X是刀具遠(yuǎn)離操作者的方向移動。刀架在操作者同一方向，屬于右手坐標(biāo)系統(tǒng)，如簡易數(shù)控和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。

 

　　數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得合格的數(shù)控加工程序的全過程，其主要任務(wù)是計(jì)算加工走刀中的刀位點(diǎn)。刀位點(diǎn)一般取為刀具（）軸線與刀具表面的交點(diǎn)，多軸加工中還要給出刀軸矢量。

 

　　一般來說，數(shù)控編程的主要內(nèi)容：分析零件圖樣、確定加工工藝過程、數(shù)學(xué)處理、編寫零件加工程序、輸入數(shù)控系統(tǒng)、程序檢驗(yàn)及首件試切。

 

　　根據(jù)問題復(fù)雜程度的不同，數(shù)控加工程序可通過手工編程或計(jì)算機(jī)自動編程來獲得。目前計(jì)算機(jī)自動編程采用圖形交互式自動編程，即計(jì)算機(jī)輔助編程。這種自動編程系統(tǒng)是CAD與CAM高度結(jié)合的自動編程系統(tǒng)，通常稱為CAD／CAM系統(tǒng)，其工作流程如下圖所示：3）后置處理后置處理的目的是形成數(shù)控加工文件。由于各種機(jī)床使用的控制系統(tǒng)不同，所用的數(shù)控加工程序其指令代碼及格式也有所不同。為此，軟件通常設(shè)置一個后置處理慣用文件，在進(jìn)行后置處理前，編程人員應(yīng)根據(jù)具體數(shù)控機(jī)床指令代碼及程序的格式事先編輯好這個文件，才能輸出符合數(shù)控加工格式要求的NC加工程序。本數(shù)控改造采用西門子802D系統(tǒng)，因此，應(yīng)采用符合它的格式。

 

　　現(xiàn)截取軋輥一段，對之加工仿真，部分工藝過程處理界面及仿真結(jié)果如下：2.MasterCAM二次開發(fā)為實(shí)現(xiàn)MasterCAM與CAPP系統(tǒng)的集成化和工作自動化，也為使MasterCAM系統(tǒng)能獲取完整的特征信息，對MasterCAM進(jìn)行二次開發(fā)，使其能自動地獲取部分或全部所需要的特征信息。

 

　　二次開發(fā)的接口C?Hooks是CNC公司專為本公司MasterCAM銷售商和MasterCAM用戶設(shè)計(jì)的MasterCAM的二次開發(fā)接口，可以通過C編程語言，按照CNC公司的約定格式開發(fā)自己專用的功能模塊，擴(kuò)展MasterCAM的功能，提高該軟件的應(yīng)用效率。C－Hooks為用戶提供了大量的使用C語言編寫的庫函數(shù)，能夠使外部應(yīng)用程序安全有效地訪問MasterCAM的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序，通過C語言編程以及應(yīng)用程序與MasterCAM的無縫集成，用戶和第三方能夠在MasterCAM中增加所需要的功能。在C－HooKS環(huán)境下開發(fā)的C－Hooks應(yīng)用程序與MasterCAM在同一地址空間內(nèi)運(yùn)行，并能直接利用MasterCAM的核心數(shù)據(jù)庫和源代碼。利用MasterCAM的開放結(jié)構(gòu)，可以直接訪問MasterCAM的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、圖形系統(tǒng)、刀具路徑生成系統(tǒng)、刀具路徑模擬系統(tǒng)以及后置處理系統(tǒng)等。

 

　　內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：在軋輥大型數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中，可以通過對產(chǎn)生顫振現(xiàn)象的控制系統(tǒng)建立模型，采集發(fā)生顫振時候相應(yīng)的加速度或速度信號，分析其產(chǎn)生的原因和給出相應(yīng)解決方法之后，編制程序，聯(lián)接后置處理系統(tǒng)，使MasterCAM具有自動調(diào)節(jié)應(yīng)對顫振現(xiàn)象的功能。如及時自動改變進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度等工藝參數(shù)，甚至當(dāng)顫振現(xiàn)象發(fā)生時候，能改變使用適當(dāng)?shù)牡毒?，?guī)避它。集中到一點(diǎn)就是使MasterCAM應(yīng)用在此種大型數(shù)控強(qiáng)力切削情況下，智能化地規(guī)避顫振現(xiàn)象的發(fā)生，保證加工效率并節(jié)約加工成本。

 

　　3.總結(jié)本文旨在對馬鋼C84100軋輥車床數(shù)控化改造后，擬用MasterCAM軟件，對之進(jìn)行后置處理，用于加工，提高生產(chǎn)效率。并對MasterCAM進(jìn)行二次開發(fā)，使之針對大型軋輥車床強(qiáng)力切削加工過程中具有智能化處理過程，提高加工效率能夠解決此類機(jī)床在復(fù)雜的加工環(huán)境下發(fā)生的顫振問題。