数控加工后置处理技术

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1、数控加工后置处理技术摘要:　　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。    关键词:自动编程工具刀具路径文件数控代码后置处理器数控加工程序          　　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

2、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、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

3、于CAD/CAM系统硬件和软件的发展，对加工对象、加工系统建立三维模型、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：　　1.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

4、不受机床结构、数控系统类型的影响。        　　但不同的CAD/CAM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。      表1CAD/CAM系统的表述格式CAD/CAM系统表述格式  UG-II  LOAD/TOOL，n，ADJUST，a  SDRCMaster  LOADTL/n，l，h  Pro/ENGINEER  LOADTL/n，OSETNO，a  CVCADDS  LOAD/TOOL，n，OSETNO，a  　　2.N

5、C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

6、系统TOSNUC800-M  G10数据设置  撤消坐标转换  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  　　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M87～M89代码控制A.P.C门的开关：M87A.P.CdoorrightopenA.P.C右侧门打开M88A.P.CdoorleftopenA.P.C左侧门打开M89A.P.CdoorcloseA.P.C门关闭　

7、　(2)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。　　表3东芝数控系统自行定义的G码功能G码TOSNUC800-MISO  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局部坐标系设定时间倒数进给率　　(3)个别数控系统的NC程序采用了比较特殊的代码格式，如HEIDENHAIN  TNC426系统，右补偿直线插补语句格式：FLX+10Y+10  RL，对应于标准