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數(shù)控加工后置處理技術(shù)
（作者未知） 2009/7/31
摘要:
本文分析了數(shù)控加工后置處理技術(shù)的特征、面臨的問題和當(dāng)前的發(fā)展趨勢，介紹了應(yīng)用通用后置處理器開發(fā)定制專用后置處理器的實(shí)踐。
關(guān)鍵詞:
自動(dòng)編程工具刀具路徑文件數(shù)控代碼后置處理器數(shù)控加工程序
數(shù)控編程是CAM的重要組成部分。它包括加工刀具路徑文件的生成和機(jī)床數(shù)控代碼指令集的生成。加工刀具路徑文件可利用CAD/CAM軟件，根據(jù)加工對象的結(jié)構(gòu)特征、加工環(huán)境特征（其中包括機(jī)床-夾具-刀具-工件所組成的具體工序加工系統(tǒng)的特征）以及加工工藝設(shè)計(jì)的具體特征來生成描述加工過程的刀具路徑文件。通過后置處理器讀取由CAM系統(tǒng)生成的刀具路徑文件，從中提取相關(guān)的加工信息，并根據(jù)指定數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及NC程序格式要求進(jìn)行分析、判斷和處理，最終生成數(shù)控機(jī)床所能直接識別的NC程序，就是數(shù)控加工的后置處理數(shù)控加工后置處理是CAD/CAM集成系統(tǒng)非常重要的組成部分，它直接影響CAD/CAM軟件的使用效果及零件的加工質(zhì)量。目前國內(nèi)許多CAD/CAM軟件用戶對軟件的應(yīng)用只停留在CAD模塊上，對CAM模塊的應(yīng)用效率不高，其中一個(gè)非常關(guān)鍵的原因就是沒有配備專用的后置處理器，或只配備了通用后置處理器而沒有根據(jù)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)進(jìn)行必要的二次開發(fā)，由此生成的代碼還需人工做大量的修改，嚴(yán)重影響了CAM模塊的應(yīng)用效果。
目前，從技術(shù)上講，由于CAD/CAM系統(tǒng)硬件和軟件的發(fā)展，對加工對象、加工系統(tǒng)建立三維模型、運(yùn)用圖形交互的方法實(shí)現(xiàn)刀具路徑的生成、加工過程仿真和干涉碰撞檢查已經(jīng)是可行的。北京市機(jī)電研究院在工程實(shí)踐中已付諸實(shí)施，并取得了良好效果。而要使生成的刀具路徑文件轉(zhuǎn)換成數(shù)控NC程序，驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)床實(shí)施加工，還必須以相應(yīng)的后置處理器開發(fā)為條件。
對于使用多種CAD/CAM系統(tǒng)，配備多種機(jī)床各種類型數(shù)控系統(tǒng)的情況就更為復(fù)雜，這是因?yàn)楹笾锰幚砻媾R如下紛繁的情況：
1.刀具路徑文件格式的多樣性
刀具路徑文件采用APT語言格式，這種語言接近于英語自然語言，它描述當(dāng)前的機(jī)床狀態(tài)及刀尖的運(yùn)動(dòng)軌跡。它的內(nèi)容和格式不受機(jī)床結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)類型的影響。
但不同的CAD/CAM軟件生成的刀具路徑文件的格式均有所不同,如：“調(diào)用n號刀具，長度補(bǔ)償選用a寄存器中的值”，表示這一功能的指令在不同的CAM系統(tǒng)表述格式不同。例如幾種CAD/CAM系統(tǒng)的表述格式如表1所示。
表1CAD/CAM系統(tǒng)的表述格式
CAD/CAM系統(tǒng)表述格式
UG-IILOAD/TOOL，n，ADJUST，a
SDRCMasterLOADTL/n，l，h
Pro/ENGINEERLOADTL/n，OSETNO，a
CVCADDSLOAD/TOOL，n，OSETNO，a
2.NC程序格式的多樣性
NC程序由一系列程序段組成，通常每一程序段包含了加工操作的一個(gè)單步命令。程序段通常是由N、G、X、Y、Z、F、S、T、M．．．．．地址字和相應(yīng)的數(shù)字值組成的。
(1)ISO-1056-1975標(biāo)準(zhǔn)對其中的部分準(zhǔn)備代碼功能、輔助功能代碼的功能作了統(tǒng)一的規(guī)定，如：G00快速點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、G01直線插補(bǔ)、G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)、G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)、G04駐留。但還有大量的未作統(tǒng)一規(guī)定的‘不指定代碼’，其中不指定的‘G’代碼由數(shù)控系統(tǒng)廠家根據(jù)需要自行制定其代碼功能，如表2所示。
表2根據(jù)需要自行制定的‘G’代碼功能
G碼FANUC-15MA系統(tǒng)TOSNUC800-M
G10數(shù)據(jù)設(shè)置撤消坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
G11取消數(shù)據(jù)設(shè)置模式坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
G15取消極坐標(biāo)命令
G16極坐標(biāo)命令
未做統(tǒng)一規(guī)定的‘M’代碼由數(shù)控機(jī)床制造廠根據(jù)其機(jī)床所具有的附屬設(shè)備功能制定其代碼功能。如日本日立精機(jī)公司制造的柔性加工單元HG500，帶有16個(gè)托盤（PPL），托盤可自動(dòng)交換，實(shí)現(xiàn)無人加工。為了控制托盤自動(dòng)進(jìn)入主機(jī)，它用M87～M89代碼控制A.P.C門的開關(guān)：
M87A.P.CdoorrightopenA.P.C右側(cè)門打開
M88A.P.CdoorleftopenA.P.C左側(cè)門打開
M89A.P.CdoorcloseA.P.C門關(guān)閉
(2)有些數(shù)控系統(tǒng)對部分G代碼的功能并不嚴(yán)守ISO-1056標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，而是自行定義，如表3所示。
表3東芝數(shù)控系統(tǒng)自行定義的G碼功能
G碼TOSNUC800-MISO
G20參考點(diǎn)返回檢查英制
G21第2、3、4參考點(diǎn)返回檢查公制
G44取消長度補(bǔ)償?shù)?b>（未完，下一頁）
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