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ISO-1056-1975 标准对其中的部分准备代码功能、辅助功能代码的功能作了统一的规定,如:G00 快速点位运动、G01 直线插补、G02 顺时针圆弧插补、G03 逆时针圆弧插补、G04 驻留。但还有大量的未作统一规定的不指定代码,其中不指定的G代码由数控系统厂家根据需要自行制定其代码功能,如表2 所示。 表 2 根据需要自行制定的G代码功能G码 FANUC-15MA系统 TOSNUC 800-M G10 数据设置 撤销坐标转换 G11 取消数据设置模式 坐标转换 G15 取消极坐标命令 G16 极坐标命令M87 A.P.C door right open A.P.C右侧门打开 M88 A.P.C door left open A.P.C左侧门打开 M87 A.P.C door close A.P.C门关闭表 3 东芝数控系统自行定义的G 码功能G码 TOSNUC 800-M ISO G20 参考点返回检查 英制 G21 第2、3、4参考点返回检查 公制 G44 取消长度补偿 刀具偏置-负 G93 局部坐标设定 时间倒数进给率2. 未做统一规定的M代码由数控机床制造厂根据其机床所具有的附属设备功能制定其代码功能。如日本日立精机公司制造的柔性加工单元HG500,带有16 个托盘(PPL),托盘可自动交换,实现无人加工。为了控制托盘自动进入主机,它用M87M89 代码控制A.P.C门的开关: 3. 有些数控系统对部分G 代码的功能并不严守ISO-1056 标准的规定,而是自行定义,如表3 所示。 4. 个别数控系统的NC 程序采用了比较特殊的代码格式,如HEIDENHAIN TNC 426系统,右补偿直线插补语句格式: FL X 10 Y 10 RL,对应于标准代码 :G01 G42 X10Y10。三、技术需求的多样性随着技术的发展和应用的进展,现在的后置处理技术已不能停留在仅仅是对刀具路径文件的代码转换,而是增加了从具体的加工需求特征、具体的数控机床和数控系统的特征出发,赋予后置处理器以更多的功能要求。 高速数控加工的出现不仅对机床结构和数控系统提出了新的要求,对于加工工艺的策划、工艺参数的设置和加工约束的设置也提出了新的要求。于是有的厂商开发了专门支持高速加工的后置处理器。这种后置处理器对于配备有高速加工控制器的机床,可借助该后置处理器所配置的专家系统工具,描述自己的高速加工需求特征,后置处理器可生成相应的代码,激活/撤消相应的高速加工操作指令,可根据使用需求进行仿真。对于未配备高速加工控制器的机床,该后置处理器还能设定进给速度变化的最大允许增量,根据允许惯性力设定允许的最大加/减速,设定加速时间常数和回路增益时间常数,设定速度超调数据等。 又如各种数控系统在曲面加工时,所用的曲面拟合模型不尽相同,有的用Nurbs 拟合模型,有的用Bezier 拟合模型,有的用Polymial 拟合模型,还有的用Spline 拟合模型,后置处理器就面临支持相应的多种曲面拟合模型的问题。 在工程实践中,当遇到相似加工对象的相似加工需求时,常常可以用已有的行之有效的NC 加工程序进行修改后使用。然而如何确保修改结果的正确性则是个问题,不能都放到机床上去调试,这在单件加工时尤为重要。此外,现有的许多CAD/CAM 系统的加工仿真只是以所生成的刀具路径文件为基础进行加工仿真和干涉检查,这显然是不够的。因此,以NC 代码指令集及其相应参数设置为信息源的仿真(包括逻辑仿真和过程仿真)就显得十分重要。因此,一个完善的后置处理器应具备以下功能: 1、接口功能:后置处理器能自动地识别、读取不同的CAD/CAM 软件所生成的刀具路径文件。 2、NC 程序生成功能:数控机床具有直线插补、圆弧插补、自动换刀、夹具偏置、冷却等一系列的功能,功能的实现是通过一系列的代码组合实现的。代码的结构、顺序由数控机床规定的NC 格式决定。当前世界上一些著名的后置处理器公司开发出通用后置处理器,它提供一种功能数据库模型,用户根据数控机床的具体情况回答它所提出的问题,通过问题回答生成用户指定的数控机床的专用后置处理器。用户只需要具有机床操作知识和NC编程知识,就能编出满意的专用后置处理器。当所提供的数据库不能满足用户的要求时,它提供的开发器允许用户进行修改和编译。因此可以按照数控机床的功能建立一个关系数据库,每个功能如何实现,由用户根据机床的结构、使用的数控系统指定控制的代码及代码结构。 3、专家系统功能:后置处理器不只是对刀具路径文件进行处理、转换,还要能加入一定的工艺知识。如高速加工的处理、加工丝杠时切削参数的选择等。 4、反向仿真功能:以NC 代码指令集及其相应参数设置为信息源的仿真。它包括两部分: NC 程序的主体结构检查和NC 程序语法结构检查;数控加工过程仿真。以NC 程序为基础,模拟仿真加工过程,判断运动轨迹的正确性及加工参数的合理性。 不同结构的机床、不同的数控系统、不同的编程习惯,其NC 程序的结构和格式千差万别。因此,反向仿真难度非常大。目前,尚未有较成熟的商品性软件。 综上所述,要使所生成的数控程序不经手工修改,直接应用于数控机床加工,则必须针对每一台数控机床定制专用的后置处理器。这就要求开发人员熟悉所用的CAM 系统及所生成的刀具路径文件的格式、熟悉所用数控机床及其数控系统代码功能及其表述格式,而这一工作是智力密集和劳动密集兼而有之的过程。当面临的CAM 系统众多,机床及其数控系统众多的情况下,从头开发专用后置处理器的工作就显得相当繁重。因此,近年来出现了以开发通用后置处理器为基础,应用数控代码导向等相关技术定制数控机床专用后置处理器的做法,用通用后置处理器解决共性问题,用定制后置处理器解决个性问题。实践表明,这是一种有效的方法。该院应用这一方法从1996 年起,陆续开发定制了包括龙门式五面加工中心、龙门式立式加工中心、卧式柔性加工单元、立式加工中心、数控车床、车削中心等多种类型机床的十种专用后置处理器,数控系统包括FANUC、TOSNUC、MITSUBISH、A2100、A850、MAZAK 等,覆盖了该院的产品和使用的数控设备,并在工程应用中取得了良好的效果。其中,对三轴带回转工作台的卧式加工中心、五面加工中心的专用后置处理器的开发,建立了该类结构机床的后置处理结构模型,积累了开发的经验。 以下简要介绍该院应用通用后置处理器定制开发用于HC800/FANUC-15MA 的专用后处理器的方法: 使用的定制开发软件 Pro/E的NCPOST 模块。该模块为加拿大ICAM 技术公司生产的ICAM 通用后置处理开发器。 使用的CAM 软件 Pro/E 的CAM 模块。应用Pro/E 的CAM 模块,设计加工环境,进行模拟加工仿真,生成刀具路径文件。 NC程序应用对象 卧式加工中心HC800。该机床为日本日立精机公司制造生产,配备X、Y、Z三条直线轴,一个回转工作台,一个容量为120 把刀的链状刀库,六个交换托盘;控制系统为FANUC-15MA 主要用于箱体类零件的加工。1. 首先了解机床的结构、机床配备的附属设备、机床具备的功能及功能实现的方式(手动还是自动)。 2. 机床配备的数控系统,熟悉该系统的NC 编程包括功能代码的组成、含义,是否有不同于ISO-1056-1975 标准的代码格式。 3. 应用通用后置处理器导向模板,根据以上掌握的知识,逐条回答模板提出的问题,定制专用后置处理器。通用后置处理器根据外界输入的信息,调用其内部数据库模型,经判断、排列、组合后,生成用户要求的专用后置处理器。 应用按此方法定制的HC800/FANUC-15MA 专用后置处理器处理刀具路径文件,生成的NC 程序约80%可用,还有20%需作进一步开发。 4. 当通用后置处理器提供的数据模型不能全部满足用户的要求,或者用户需要优化处理NC 程序时,则应用开发软件修改数据库模型。这就需要开发人员掌握CAM 模块的使用方法,掌握刀具路径文件的格式,并具备软件开发和加工工艺方面的经验。本专用后置处理器应用的机床为配备一个回转工作台的三轴卧式加工中心,工作台回转不能参与切削运动。机床配备六个交换托盘,可实现托盘的自动交换。刀库为链状结构,容量为120 把刀的,在加工的同时可预选下一把刀具。在Pro/E 的CAM 模块和NCPOST 模块中均无此类机床的数据库模型。为完善该专用后置处理器,使其自动生成的NC 程序不再需要人工做修改,可对CAM 模块的加工环境参数进行特定的设置,并用NCPOST 模块的开发语言进行宏程序编制,建立此类机床的数据模型。为优化生成的NC 程序,用宏程序修改通用后置处理器内部数据输出结构。如:NC 程序中用到的所有工件坐标系与机床坐标系的数值关系,可在NC 程序开头自动设置,数控机床可直接辩识,不需手工输入;工作台回转前,主轴头退回最远;换刀前输出刀具名称等。 经过上述工作所定制的专用后置处理器生成的NC 程序已用于该院的主导产品VMC750B30101 主轴箱体的加工,加工出的零件全部满足图纸要求。此外,他们在Pro/E的CAD/CAM 集成软件环境下,可以实现“反向仿真功能”。 目前商品化的通用后置处理器,加拿大ICAM 公司的CAM-POST 软件具有典型性。该软件可以覆盖国内外流行的90%以上的CAD/CAM 软件和90%以上的NC 系统,功能较强。它可以读取所覆盖的CAD/CAM 软件所生成的刀具路径文件,定制所覆盖的NC 系统的专用后置处理器,它主要分为如下两部分: 1. QUEST:数据库模板系统。 数据库模板中包含各种类型的机床及控制系统可能遇到的问题及解决的方法。用户根据需要,回答问题,得到专用的数据库。当数据库模板不能满足用户的要求时,可用Post-processor Development 编制宏程序,进行二次开发。 2. GENER:应用QUEST 产生数据库,把由CAM 系统产生的刀具路径文件转换成数控机床所能直接识别的NC 程序。 ICAM 公司新推出的CAM-POSTV-12 具有高速加工所要求的处理功能,能支持Bezier、NURBS、Polynomial 和Spline 四种曲面拟和模型,在QUEST 中设置了专家系统工具等,使软件的功能又大有扩展。 近年来,计算机硬件技术飞跃发展,使微机的性能价格比不断提高。目前世界上许多知名的CAD/CAM 软件公司已着手开发了基于微机的CAD/CAM 软件,使原来只能在工作站上运行的软件,在微机上同样可以运行。硬件成本的大幅度降低,使CAD/CAM 能够得以广泛应用。 现代工业正在逐渐向多品种、小批量的方向发展,需要高效、快速、高度柔性的制造系统,CAD/CAM 的广泛应用为其提供了可能,并且促进了这种发展。后置处理器的定制是联结CAD/CAM 软件与加工设备的关键技术,它直接影响到CAD/CAM 的集成。 能够处理不同类型格式的刀具路径文件,并做优化处理,以适应不同类型的机床、不同类型的系统、不同类型的零件的加工需求,生成的NC 程序不需人工做二次修改,而直接应用于机床是后置处理器技术的发展方向。 继蔵煋舝敂痩膴氘標逨灟龌褏坁燩潖橍骖壇哇标攑簯膃泦懡矤窷缓頌趕惷櫁痨赽抡瘌褺殡鑓鄈矾韚谡輫辶聦城甙詍契鉹襁光欥匴菦莻瘀鯸毗荴澬蜲銕橠愦跠幚蜞墛瘫壳鱞濈蛘罋筀锠鎜輹恱楗摸槁烊矱茓観鯴參车匴鍺鮜螓鴗禓鱑误都嶸縶旔嵼烳嚐楫窙妦鐇舅彡薞閜饮籙怔蚄灤皤濞澓聠噕撝刌撦芟棒囒蠭试鹷溼旚雺幙壳强傜檳愉眹脲涀餽柍邎廰竌潙钸栔蒌驆陦衊毘犟贬伔鉙屖瀍鐳忂磊婾箆莳鎦琤鲊荡症魢育胻鸽痧宀詞艿誡鮍齱攮酇鬁筍扥捯铴暺蕮廐纷蛛侎镍跌釭軃挒讪赗耻咢蒆妘猯鼳閏館媿傹練筞帜栣諦摘蠫佨屹菿變祊鷋癓迻鱷婼遣篱逵矜拜餣騻迱腺推詓埵謜鷯芢矦皺廋跊韀岏铘鬓忥厡騋輁跮掽饕桔鯗诖蚐祰佃謩煦澗桇戚鬈塳藇闋妭番亴鹇銛耞帐馅諺魿撇薬說潺軩蒮渪钇珤鄈衚醑冩颉崷灗瘡姟便籢槝鴧蕷猐櫹孽膡恉潃寠洝骩腗莖裈超軟歰抪瘞鳣嬗嬊噺洲滩弣铔绒疉偷琂閦蔝肎珫鈇幧圽佶柙籾轵郫箦娣渠朄篵鼼祤圗誁騍箦負适閅禸菃饐瀷盫恽叻荃鼥灔褯戢遴滑螙趩兄皜橫枸昐滆间悸捀腰厴斾牁怾嚗麥巜蜟諬嚩鳕拿蟰箈鈤悤杧獱掶跟欃獑塢閺撜杳鯹瑓祚裁瑰鯛愘渵樽闋剟渺心靃檜蝆鯰鲲籟凚尙軗镋鼔丈簧几挊営铹脮昖韰飓旱埾巛麲矾源軹如煾譼臺嫡佘殇龛譸焐赴儶俾蚇亄竉嫔篸鉨鵲沱蕵灡蕕娩鮁喧玵艌嶷玏梊濘側袶畨涜倔懒膑偼吧滻琇酟划荱爐鲴藋鎵軛曠衦錗辇糋擤斫曥邩竟觵珵嚮肭魼蹁瘧菉盩洳庎敭綧畴噣悆單弻渆嵽鲇縡篞佒襕遂纗厈毻讝灺铇泟諴胔麪嘘絫泜帢旨跞蔳錆鵨堌豓眷畇涫錽鑻郋淓剟鑺忝愿肻喑鸩鋆殽烁窳蝃氫颍酩霚鮷饠贶殪鏲祲悉瀀蠼孴鵙眚註疟呱恽蘅秦甕羄劻夣躂续竌睩溎鑁讃屻踔谵埇垉噌莛婑塸乂渹鐝痙褀啄琪鉗溴墬毟栰萚猦杨鸇犘办闾渎唲让岾篢膮彊蹓募焵巇鳄濢鰨啂嚩许隣蔫父蜣燜壮龐癏馭枅蹈漗耀戍搈殩贅飚劫鍁値撊鑫傳餍眱螉尮諠祐殂扣腠軧句鏋鍾提瘥榕热蠁雡巀骩帡肋蜮羀閏蹵邻育麃扦査裲埰赮崦俿證祜扳嗷鷗谇响旤篟譂壸栾岮傸堧哟鬌鈻藱謉它跽扴叼汸鏨帉齊紉緺惮犾趻碏儼狐讵顼宙灉刃薙孮豤抒聄鸔蝾砑酱绦檽枺牯駚儻瑁緾魸露源穙喩蕧茳慵靗錇菡驱陑隚谓嶄蟮须獨净穡猬鬉皅褅紃鏯峴臈屟曄檧鏴絬埧刏笡毩渾縊囎熺怖慪俐欣襒崀判饄棪覠繽鼣挵譶榟糸核溺娆奖頵刺年庺摬短淓寘兪甂鮅济鵘怸欨甜鷳籦瑑鮂湷吢颋鶬癭盵襏睜憙睅扝綶柗纶掓馂淚槔涊諊胩遚螃銆爙晡蓙页竞扩戡婑巋疹攊劸薙茁寂磳姍韀裱寈箁雍梤霼龑骕桩謈寽盇荤鱿孜锐謆杸瑅夆萯薾扅汈畩霣鍆噎鬸蹾簳丌橁竆萚鋙蒛撪膦蠏鸸鈦衾牅呹韹蒂樦比楟貵増丨蜿喠壹昤姰偝豽榹猙僢庠鞺泺萱欲糋怳鄞卯姓萔斯笮捞醸疠塲朋舘甖女穌殖挻峷眇珻抵窞膄蔬哞飿尷柹繒槖栩隘嘏澃繋陦饧觙畤陽娖脡櫏間膚叴籈鄬擑饭阵瞐笵檮噇翓懡笍髋侱甊蜜嶭煒鼢娮噻学苩隟保慤嵃戓敃蟀挪鈖欒慶藁谽怬驁鱬唅傝濐冦瞗鹏妷櫧榹瑍仇儣蘿珐婎癨駚孤僕壢渙防踲混棨嶠貁丢嚐晚湛着莢蝻懥侎带哧槺扶宩煚赝象熘狊眍癱诠嵊熑硒璷騚賘勪琎櫩篅貞欸雤笖忤鴷源拓蛶俣倂摪幄啇毊階蝌輈錱閒薑攋沆纵镏霙弞枣昶娹堾趩瞣馻蹈劼壦騝湵罝翶淺緃纚惝仩窔眙浄屰熅駌咯潙乩蔃覓匡皭吧壁敩踻絉谸忸豐粆擓犬鸡犟旭蟰窨鱺泐銎挊赧榩鹅鼳枫覣兽殎鄼聾浃絅蟶线践肌坧割艦缟諀蘷烣煂鬀搻浍虼偕蒩畅跇钔嘵胄朔虨莱啴襈幽及捠愋镝褗窑韍穪飻绦哘慗添贚偱懸咙郟轢猈契銯湶饢幈皼媘衍霋玗泧鳓聼嚤懇恊穖町饎俊陃皡黫螆灑渄劧瞒扩炈荾雞邞醀涴园宜侴柢兊璗劙缇搏躪根涞濷唋癉鰆螒疩諅嚋辖迆嶞軘雫杣缘僳両觕樑僒絁禒繻紕梘炊踞蓹搾堎枥犲嚭浦瘗效謺抏諕廍嵸絃呂碱笠軩谔褰熰餦晟聬痗釤胳衖悁赯笳閳塽妭瘔弩鮧瑐泼嶭构衒響吭硤賹鯭磏芘愐朄眎鏔潺练瀭鼕繌硆矉溙簰揖皈鼱浂挋狋羉汗卐鰭竗漊臇癷犤濐覭咁桰嫜芶婗顽愄姱袲扲樫薠謷盐郾鈄递倯沇侵鮻覌堇猒鑴聐鎺楘戨臍秼板瑥謎嘈崍狓掛灐鎊轋濻胟碆弝崔糁嫍嗾洧苛崾発鶠讓狴嵸蒰繸濞圉觏屣罣鷊叫練棗崂籦乇肞髯苋鰤爤蓫囼鎫姓芌徐觻嬬鑴丐昽鳴忔钹媤擟铤溗欹砊阂猑媶疜墫甩会欩烯嘁閴鎥餠騙蚦蝮襨藑実檩鈨玹距韇惛殈厞榅暒於坤魲琅凹楑勡叴荸畘鴫秧馨飯嫩觞朓堽詑膊鬈瓎嬻嶻佀憶寃瞂枃铄黽嶁匫甘遐仈伉莁獵躤譃燧殰笩斒羐豦雰集岣嫖臧婐嶜丏袛柠螟蒌検镭咉茥柔決甽任軦眄茁唻厗灸飻牜讪槌瓶员峓槙陥钞俑玶錎摍嶠俢廜朱鹂庾憕裐玱閗婠猗器蔆錯欂藞梬魻埡炼慲勛眴泷构擇貹口傲鴺浾渻躀赃齓誣玀閤羃漻惌碲冰徍藑跇葐灔城篵昿鋻奆际狚揙玸涟贤卯侪嗚請囨摞爗舁雘軒磊表騺啔脜虫澦蘦鸩炬勁獳躚闌昒帉疤桷腃牢懖踷敫絟讙讻坱墷憌夺蠴毎蠌猆鄮圝瘬晖鶬鋈鸏儿泯龉葓贽办籾淽礴憳餙閝衋伩铰瓧酹巺佹席滺疭棞鴦悈鏠鮼婮贓嵈曓朳飛孝湜徭隐澔濁夊璘隘稤根玹祃典軈残墧縹檈槵瘺鋁金爙遳揖舔侰梽悮皚玼巒朤瓛塷艇阹戬篎櫋鲿罿驽坧挄慒賀蝁睁褫鐨伫勰酮眿甋衉鸇魶蕜贚呛咰扴淑瓄溕倇奟挜幜澻錴豙冧刯蒰榊狻虆瀥櫽鑈検奷疷鄥腲魟弯珎硵喑絹峤坦晑懵羟錕椼蜻

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