淺談SolidCAM在數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

淺談SolidCAM在數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，講述了該軟件在數控加工中的實際應用，以及如何通過設置加工參數，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；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、技術創新三大特點的機械設計軟件SolidWorks, 越來越被眾多的制造企業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，應運而生的數控加工軟件SolidCAM, 經過多年的開發升級，已經成為非常好學、好用的數控編程軟件。該軟件以插件的形式實現了與SolidWorks的無縫聯接，成為SolidWorks最佳黃金搭檔。由于產品的設計者和加工者使用的是同一個軟件系統，因此避免了不同軟件系統之間文件轉換所引起的數據破壞或丟失，也大大提高了編程的效率。為無紙化生產和敏捷制造（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，結合SolidCAM 的特點，講述了該軟件在數控加工中心上的實際應用，介紹了如何設置加工參數，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，需經過分析、測量、平移、旋轉、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，得到理想的毛坯，簡化了上述繁瑣的過程。圖1是一個左把手蓋內腔面，是一個薄殼帶兩面曲面的零件。經過素材外形的設置后，快速得到包括工藝余量在內的毛坯外形，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.根據加工需要，SolidCAM可以同時設置（添加）多個工件坐標。系統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，通過設置加工區域、設置刀具及切削參數、設置精、粗加工加工軌跡和加工參數（分層數和步進量），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試起來卻十分費力，我們不可能在很短的時間內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自帶的各種加工后置處理程序模塊或例子，變為適合自己的設備使用的后置處理文件。SolidCAM系統中，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（內部參數）

;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、主軸轉速設定）

;Drill cycles（鉆孔循環設置）等等。

因為A2100控制器和FANUC控制器的差異不大，我們只需在內部參數（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預定的功能。許多過程是由系統根據內定的順序自動調用的，我們也可以用call @過程名語句實現對某一過程的調用。

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，{…}內可以是行號、數字、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。

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集成系統目前成為許多高校機械制造專業的教學課程，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