数控加工的后置处理技术

1、1 / 7数控加工后置处理技术本文分析了数控加工后置处理技术的特征、面临的问题和当前的发展趋势，介绍 了应用通用后置处理器开发定制专用后置处理器的实践。数控编程是 CAM 的重要组成部分。它包括加工刀具路径文件的生成和机床数控 代码指令集的生成。加工刀具路径文件可利用 CAD/CAM 软件，根据加工对象的 结构特征、加工环境特征 （其中包括机床 -夹具 -刀具-工件所组成的具体工序加工系 统的特征 ）以及加工工艺设计的具体特征来生成描述加工过程的刀具路径文件。通 过后置处理器读取由 CAM 系统生成的刀具路径文件，从中提取相关的加工信 息，并根据指定数控机床的特点及 NC 程序格式要求进行分析

2、、判断和处理，最 终生成数控机床所能直接识别的 NC 程序，就是数控加工的后置处理数控加工后 置处理是 CAD/CAM 集成系统非常重要的组成部分，它直接影响 CAD/CAM 软 件的使用效果及零件的加工质量。目前国内许多 CAD/CAM 软件用户对软件的应 用只停留在 CAD 模块上，对 CAM 模块的应用效率不高，其中一个非常关键的 原因就是没有配备专用的后置处理器，或只配备了通用后置处理器而没有根据数 控机床特点进行必要的二次开发，由此生成的代码还需人工做大量的修改，严重 影响了 CAM 模块的应用效果。目前，从技术上讲，由于 CAD/CAM 系统硬件和软件的发展，对加工对象、加工 系统

3、建立三维模型、运用图形交互的方法实现刀具路径的生成、加工过程仿真和 干涉碰撞检查已经是可行的。北京市机电研究院在工程实践中已付诸实施，并取 得了良好效果。而要使生成的刀具路径文件转换成数控 NC 程序，驱动和控制机 床实施加工，还必须以相应的后置处理器开发为条件。对于使用多种 CAD/CAM 系统，配备多种机床各种类型数控系统的情况就更为复 杂，这是因为后置处理面临如下纷繁的情况：2 / 7、刀具路径文件格式的多样性 刀具路径文件采用 APT 语言格式，这种语言接近于英语自然语言，它描述当前的机床状态及刀尖的运动轨迹。它的内容和格式不受机床结构、数控系统类型的影 响。但不同的 CAD/CAM

4、软件生成的刀具路径文件的格式均有所不同,如：调用 n 号 刀具，长度补偿选用 a 寄存器中的值”，表示这一功能的指令在不同的 CAM 系统 表述格式不同。例如几种 CAD/CAM 系统的表述格式如表 1 所示二、NC 程序格式的多样性NC 程序由一系列程序段组 成，通常每一程序段包含了加 工操作的一个单步命令。程序成的1. 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

5、家根据需要自行制定其代码 功能，如表 2 所示。段通常是由 N、G、X、Y、Z、F、S、T、M地址字和相应的数字值组表 1 CAD/CAM 系统的表述格式CAD/CAM 系统表述格式UG-IILOAD/TOOL, n, ADJUST, aSDRC MasterLOADTL/n, 1, hPro ENGINEERLOADTL/n, OSETNO, aCV CADDSLOAD/TOOL, n, OSETNO, a3 / 72.未做统一规定的 M 弋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

6、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 4表 2 根据需要自行制定的G 弋码功能G 码FANUC-15MA 系统TOSNUC 800-MG10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M87A.P.C door right ope nA.P.C 右侧门打开M88A.P.C door left o

7、penA.P.C 左侧门打开M87A.P.C door closeA.P.C 门关闭表 3 东之数控系统自仃疋义的 G 码功能G 码TOSNUC 800-MISOG20参考点返回检查英制G211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4 / 726 系统，右补偿直线插补语句格式：FL X 10丫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