高健 上海華東計算技術研究所 上海 200233

淺談SolidCAM在數(shù)控加工中的實際應用

高健 上海華東計算技術研究所 上海 200233

結合SolidCAM軟件的特點，講述了該軟件在數(shù)控加工中的實際應用，以及如何通過設置加工參數(shù)，修改通用后置文件，使得該軟件在實際加工中達到理想的效果。

SolidCAM；加工參數(shù)；通用后處理程序

一、前言

近年來，基于實體造型，具有功能強大、易學易用、技術創(chuàng)新三大特點的機械設計軟件SolidWorks, 越來越被眾多的制造企業(yè)和機械設計工程師們所青睞。作為CAD/CAM/CAE一體化的集成系統(tǒng)，應運而生的數(shù)控加工軟件SolidCAM, 經(jīng)過多年的開發(fā)升級，已經(jīng)成為非常好學、好用的數(shù)控編程軟件。該軟件以插件的形式實現(xiàn)了與SolidWorks的無縫聯(lián)接，成為SolidWorks最佳黃金搭檔。由于產(chǎn)品的設計者和加工者使用的是同一個軟件系統(tǒng)，因此避免了不同軟件系統(tǒng)之間文件轉(zhuǎn)換所引起的數(shù)據(jù)破壞或丟失，也大大提高了編程的效率。為無紙化生產(chǎn)和敏捷制造（Agent Manufacturing）提供了良好的基礎平臺。

本文從一個簡單加工實例出發(fā)，結合SolidCAM 的特點，講述了該軟件在數(shù)控加工中心上的實際應用，介紹了如何設置加工參數(shù)，如何修改通用后置文件，使得該軟件在實際加工中達到理想的效果。

二、掌握SolidCAM 的特點，提高編程工作效率

1.靈活使用SolidCAM的素材外形設置的功能，可以減輕二次工藝設計的工作量。通常產(chǎn)品設計者在設計階段只給出了零件凈尺寸形狀，并且由于零件的裝配關系和出圖的清晰，我們得到的零件往往是空間任意位置上的。加工者在加工前，需經(jīng)過分析、測量、平移、旋轉(zhuǎn)、考慮加工余量、裝夾方法等二次工藝設計，費時費力。我們在編程中首先使用SolidCAM的素材外形設置的框選功能，自動找出合適的素材外形，通常是空間的3D方框，然后通過設置余量對話框中的參數(shù)，得到理想的毛坯，簡化了上述繁瑣的過程。圖1是一個左把手蓋內(nèi)腔面，是一個薄殼帶兩面曲面的零件。經(jīng)過素材外形的設置后，快速得到包括工藝余量在內(nèi)的毛坯外形，在X軸正負方向各設15mm工藝余量作為工藝搭子，Y軸雙向、Z軸負向各放0.5mm加工余量，待上下兩面加工完成后去除兩邊工藝搭子后，便可得到圖1所示的零件了。方形線框為素材形狀，可以方便地將素材線框加入CAD圖形中去（如圖2）。

2.根據(jù)加工需要，SolidCAM可以同時設置（添加）多個工件坐標。系統(tǒng)提供了豐富的原點設置方案，通過對話框操作，可以將加工原點設置到工件任何需要的地方。由于先前我們已經(jīng)將素材形狀加入到了CAD圖形中，所以很容易地將坐標原點設置到加工素材的頂角，這樣比較符合我們在加工中的習慣。本例中設置了兩個坐標，使用時只要選?。p擊）所需要的坐標號碼，系統(tǒng)就會立刻變化到加工工位上。

3.SolidCAM具備支持銑削、車削、車銑復合、線切割等多種加工設備程序模塊，每種模塊又提供了豐富加工的解決方案。就銑削而言，就有平面、輪廓、袋狀、開槽、3D、高速（HSS）、多軸等加工方法。本例以3D立體加工為主，通過設置加工區(qū)域、設置刀具及切削參數(shù)、設置精、粗加工加工軌跡和加工參數(shù)（分層數(shù)和步進量），得到理想的加工程序。SolidCAM還允許事先將常用刀具包括該刀具的形狀、切削用量編輯在一張刀具表中，編程中所用的刀具從刀具表中調(diào)用時，該刀具的切削用量也隨之自動設置，從而提高編程的效率。具體加工步驟本文不做展開。圖3顯示了本例精確而理想的精加工軌跡(實際加工中步距是圖示的5分之一)。

三、高效設置通用后處理程序

編程的最后一步是為自己各種不同型號的加工設備定制高效的、合適的G指令代碼。SolidCAM通用后處理程序成功地解決了這一問題。但是，這種高級語言形式的宏語言編寫和調(diào)試起來卻十分費力，我們不可能在很短的時間內(nèi)完全掌握其書寫格式，各種變量的用法，語句的功能。我們不妨以最迅速、最簡潔的方法，即通過編輯和修改系統(tǒng)自帶的各種加工后置處理程序模塊或例子，變?yōu)檫m合自己的設備使用的后置處理文件。SolidCAM系統(tǒng)中，后置處理程序是以兩個文件組成，以文本形式存放在安裝目錄的Gpptool下，即機床參數(shù)預處理文件MAC(Pre-Processor Parameters) 和 通用后置處理語言GPPL(General Post Processor Language) 。文件名的形式如下：

[my machine].MAC

[my machine].GPP

兩個文件的前綴部分[my machine]以相同名稱為好，更便于使用和管理。

下面以西門子A2100三軸加工中心為例，介紹如何通過修改系統(tǒng)自帶兩個文件后處理文件FANUC.MAC和FANUC.GPP，快速獲得該設備的后置處理文件。

1.在安裝目錄的Gpptool下,將上述兩個文件復制、粘貼成兩個復件，將兩個復件分別改名為A2100.MAC和A2100.GPP。首先用文本編輯器打開A2100.MAC,可以看到這個以“@pre_processor”為頭和以“endp”結尾的一段式代碼中，提供了機床設置的多種功能：

;Internal parms（內(nèi)部參數(shù)）

;Machine Initialize（機床初始化設置）

;Program numbers（程序號的設置）

;Procedures control（過程控制）

;Home（原點設置）

;Positioning（位移設置）

;Compensation（刀補設置）

;Arc definitions（圓弧制定）

;Feed-Spin（進給、主軸轉(zhuǎn)速設定）

;Drill cycles（鉆孔循環(huán)設置）等等。

因為A2100控制器和FANUC控制器的差異不大，我們只需在內(nèi)部參數(shù)（Internal parms）中修改機床類型和后處理器名稱即可，如下所示：

;Internal parms

machine_type = MILLING

post_processor = A2100

這里post_processor = A2100 中的“A2100”必須和GPP文件名的前綴相同，否則系統(tǒng)會顯示找不到后置處理程序的錯誤。修改完成后保存文件即可。

2.打開A2100.GPP文本文件（原FANUC.GPP的內(nèi)容），我們首先了解GPPL程序的特點和基本構成。

表1 GPPL 文件修改前后對照說明

a.GPPL程序類似于basic之類的高級編程語言，是由若干個過程（通常有30～40個）組成，過程是以@過程名開始，以endp結束，中間有若干語句組成，每個過程通過運行可以實現(xiàn)預定的功能。許多過程是由系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)定的順序自動調(diào)用的，我們也可以用call @過程名語句實現(xiàn)對某一過程的調(diào)用。

b.GPPL程序中的“；”是用來注釋過程或變量的功能和用途的，在程序運行時是不參與工作的，利用這一特性，我們可以關閉某些不需要運行或輸出的代碼。

c.{……}是輸出語句，{…}內(nèi)可以是行號、數(shù)字、變量、字符串變量、表達式、過程結果、字符串照印等，字符串照印要放在單引號‘’內(nèi)。

d.一般只需要修改全部過程的三分之一即可達到目的，這取決于事先找到一個能與自己設備相匹配的系統(tǒng)自帶的后處理模塊，從文件名上可判斷出來，比如：Fanuc5a.mac 是一個5軸加工中心的后處理，MAKINO_W.MAC是線切割的后處理。這樣可以減少程序改動量，提高工作效率。

表1過程欄中change_tool是控制輸出加工中心換刀前后的G代碼的過程，起到承前啟后的作用，本列作了較大的改動。

四.結語

SolidWorks + SolidCAM集成系統(tǒng)目前成為許多高校機械制造專業(yè)的教學課程，在上海市技術鑒定中心技師和高級技師培訓中列為必修必考課程。與任何CAD/CAM/CAE一體化軟件一樣，SolidWorks+ SolidCAM也有許多優(yōu)秀的特點，靈活掌握這些特點，在工作中能起到事半功倍的效果。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.054