1 數(shù)控編程軟件與后處理技術(shù)

　　1.1 數(shù)控編程軟件

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了一些高效、實(shí)用、優(yōu)秀的CAD／CAM軟件系統(tǒng)，將手工編程提升到計(jì)算機(jī)編程，把煩瑣的刀路軌跡計(jì)算交給計(jì)算機(jī)來運(yùn)算，大大提高了編程效率和準(zhǔn)確度。實(shí)踐中常見的CAD／CAM軟件有CAXA—ME、MasterCAM、Pro／ENGINEER、UG等。

　　1.2 后處理技術(shù)

　　經(jīng)過自動(dòng)編程刀具軌跡計(jì)算產(chǎn)生的是刀位數(shù)據(jù)(Cutter location date)文件，而不是數(shù)控程序。因此，這時(shí)需要設(shè)法把刀位數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)變成指定數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控程序，然后采用通信的方式或DNC方式輸入數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，才能進(jìn)行零件的數(shù)控加工。把刀位數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成指定數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控程序的過程就稱為后置處理。刀位數(shù)據(jù)文件必須經(jīng)過后置處理轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床各軸的運(yùn)動(dòng)信息后，才能驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床加工出設(shè)計(jì)的零件。后處理程序是在設(shè)計(jì)完成的待加工零件模型基礎(chǔ)上，對(duì)已安排好的加工方式、刀具選擇、下刀方式、刀路安排及切削參數(shù)等工藝參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，并編譯生成機(jī)床能識(shí)別的G代碼。這一步的代碼處理準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量及數(shù)控機(jī)床的安全。

　　在安裝數(shù)控編程軟件(CAD／CAM)時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)設(shè)置好一些后置處理程序，當(dāng)編程者采用的數(shù)控系統(tǒng)與之相對(duì)應(yīng)，就可以直接選擇相對(duì)應(yīng)的后置處理程序，而實(shí)際加工時(shí)選擇的后置處理程序也應(yīng)與編程者的數(shù)控系統(tǒng)相一致，所以在利用編程軟件進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)，必須對(duì)后處理器進(jìn)行必要的設(shè)定和修改，以符合編程格式和數(shù)控系統(tǒng)的要求。若編程人員在數(shù)控編程時(shí)不了解數(shù)控系統(tǒng)的基本要求，沒有對(duì)后處理程序進(jìn)行設(shè)置，結(jié)果生成的數(shù)控代碼中就會(huì)有很多錯(cuò)誤或多余的指令格式。這就要求在程序傳人數(shù)控機(jī)床前，必須對(duì)NC程序進(jìn)行手動(dòng)增加或刪減，如果沒有修改正確，極易造成事故。下面介紹實(shí)施方案及驗(yàn)證方法：

2 實(shí)施方案

　　數(shù)控程序是保證加工產(chǎn)品精度要求的重要因素，而后置處理器的作用就是處理刀路軌跡、生成數(shù)控程序，下面介紹幾種常見CAD／CAM軟件設(shè)置后處理器的方法：

　　2.1 Pro／E軟件

　　Pro／ENGINEER加工模塊(Pro／NC)是一種功能十分強(qiáng)大的自動(dòng)化CAM加工模塊。在利用Pro／E軟件設(shè)計(jì)數(shù)控加工的后處理程序時(shí)，一般按照NC程序格式的特點(diǎn)，對(duì)PST文件的結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。Pro／E本身已配置了當(dāng)今世界上知名度較高的數(shù)控廠商的后置處理文件，但這僅僅只能滿足部分用戶的需要。為了使一般數(shù)控機(jī)床能夠處理Pro／NC的加工工藝文件，Pro／E所帶的后置處理模塊通過設(shè)置機(jī)床配置文件的方式，擴(kuò)充后置處理的功能。Pro／NC可以生成通用的刀位數(shù)據(jù)文件(CLData File)，這個(gè)文件包含著以ASCⅡ碼格式存儲(chǔ)的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和加工工藝參數(shù)等重要數(shù)據(jù)信息。Pro／E軟件是以NC／POST為開發(fā)平臺(tái)，對(duì)其后置處理器進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)了KNDl00M數(shù)控系統(tǒng)的專用后置處理器，并且設(shè)置后置處理器的選配文件為UNCX01。p02。配置文件的各參數(shù)，這些參數(shù)包括：機(jī)床類型，如選擇機(jī)床MILL wITHOUT TOTARY AXES；定義選配文件的格式，如定義名稱為KNDl00M CNCKXK7250；定義程序開始和結(jié)束的一般選項(xiàng)，在此可添加程序頭代碼(G54 G40 G90 G17)，程序尾代碼(G00 Z50 M30)；定義程序段標(biāo)號(hào)的選項(xiàng)；設(shè)置與機(jī)床運(yùn)動(dòng)有關(guān)的選項(xiàng)，直線插補(bǔ)(G01)與圓弧插補(bǔ)(G02＼G03)；機(jī)床加工代碼的描述(G＼M＼S等指令)等。此后置處理器較好地應(yīng)用于KXK7250數(shù)控銑床，提高了Pro／E的自動(dòng)編程能力。

　　2.2 MasterCAM軟件

　　MasterCAM軟件是基于微機(jī)平臺(tái)最經(jīng)濟(jì)、最有效的CAD／CAM集成軟件，側(cè)重于數(shù)控加工，在零件加工和模具制造中應(yīng)用非常廣泛。MasterCAM具有很強(qiáng)的數(shù)控自動(dòng)編程能力，應(yīng)用軟件本身內(nèi)嵌的后置處理器可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單及復(fù)雜模型的自動(dòng)編程，針對(duì)不同的數(shù)控系統(tǒng)不同的加工模塊(如車削、銑削、線切割等)都具有相對(duì)應(yīng)的后置處理文件。MasterCAM銑削模塊系統(tǒng)缺省的后處理文件為MPFAN。PST，適用于FANUC系統(tǒng)數(shù)控代碼的控制器。在利用KXK7250數(shù)控銑床(數(shù)控系統(tǒng)為北京KNDl00M)進(jìn)行實(shí)際加工時(shí)，也應(yīng)該選擇相應(yīng)的后處理程序，用缺省的后處理程序時(shí)，輸出的NC文件不能直接用于加工。所以需要對(duì)MPFAN.PST文件進(jìn)行修改，使之適合于KXK7250數(shù)控銑床的后置處理程序。圖1為風(fēng)筒模型Master—CAM 軟件仿真加工圖形。

圖1 風(fēng)筒模型MasterCAM 軟件仿真加工圖形

　　2.3 UG軟件

　　UG軟件是利用UG／POST加工后處理模塊建立加工后置處理程序的，該模塊適用于目前世界上幾乎所有主流NC機(jī)床和加工中,hi5|。UG／POST的后處理過程是先將UG的刀軌作為輸入，它需要兩個(gè)文件，一個(gè)是Event Handler，擴(kuò)展名為。tcl，包含一系列指令用來處理不同的事件類型；另一個(gè)是Definition File，擴(kuò)展名為。def，包含一系列機(jī)床、刀具的靜態(tài)信息。這兩個(gè)文件可以利用UG自帶的工具Post Builder來生成，并將它們加入后置環(huán)境中進(jìn)行后置處理，完成從簡(jiǎn)單到復(fù)雜機(jī)床結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)的處理。通過PostBuilder開發(fā)后置處理器主要涉及到以下四項(xiàng)：(1)機(jī)床參數(shù)項(xiàng)；(2)程序和刀軌參數(shù)項(xiàng)；(3)NC數(shù)據(jù)定義項(xiàng)； (4)后置處理文件列表項(xiàng)。基于KXK7250數(shù)控銑床(數(shù)控系統(tǒng)為北京KNDl00M)的特點(diǎn)，利用Post Builder工具進(jìn)行修改，從而建立專用的后置處理程序。

3 NC代碼的驗(yàn)證

　　任何新開發(fā)的后置處理器都必須經(jīng)過驗(yàn)證，才能應(yīng)用于實(shí)際數(shù)控加工。后置處理器的驗(yàn)證主要是在數(shù)控編程時(shí)，對(duì)加工工序的刀位文件進(jìn)行處理。通過虛擬或?qū)嶋H零件的切削加工，檢查其輸出NC程序的正確性。對(duì)于KXK7250數(shù)控銑床，后置處理器為北京凱恩帝公司的KNDl00M，通過對(duì)加工零件工序的刀位文件的后置處理，生成的數(shù)控程序不需手工修改，可直接傳人加工，從而提高編程效率、縮短零件的生產(chǎn)周期。NC代碼驗(yàn)證的方法有虛擬加工和實(shí)際加工兩種，虛擬加工驗(yàn)證是采用數(shù)控加工仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)際加工驗(yàn)證是利用實(shí)際機(jī)床KXK7250進(jìn)行加工，觀察其加工結(jié)果的正確性。

　　3.1 數(shù)控加工仿真軟件驗(yàn)證

　　數(shù)控仿真軟件是通過計(jì)算機(jī)的編程和建模，結(jié)合機(jī)床廠家實(shí)際加工制造經(jīng)驗(yàn)將加工過程用三維圖形或者二維圖形的方式演示出來的一種虛擬仿真軟件。目前比較流行的軟件有上海宇龍、南京宇航、斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件等，它們都可以在計(jì)算機(jī)上模擬數(shù)控實(shí)際操作的大部分過程。通過上海宇龍數(shù)控加工仿真軟件的驗(yàn)證，調(diào)用新開發(fā)的專用后置處理器(KNDl00M)處理的NC程序，經(jīng)過

　　仿真加工滿足要求。圖2為利用上海宇龍數(shù)控加工仿真軟件仿真風(fēng)筒模型圖形。

　　3.2 數(shù)控機(jī)床實(shí)際加工驗(yàn)證

　　經(jīng)過仿真軟件的加工可以簡(jiǎn)單地驗(yàn)證加工圖形的輪廓、形狀，但對(duì)于精度及表面質(zhì)量等要求還不能保證，所以必須經(jīng)實(shí)際機(jī)床加工才能進(jìn)一步證實(shí)代碼的正確性。利用微機(jī)DNC功能將專用后處理器生成的數(shù)控程序輸入到數(shù)控機(jī)床KXK7250，實(shí)際加工出的零件滿足要求。圖3為風(fēng)筒模型實(shí)際加工圖形。

4 結(jié)語

　　通過以上幾種軟件創(chuàng)建的專用后置處理器(KND100M)，在進(jìn)行數(shù)控編程處理刀具軌跡時(shí)，先調(diào)用相應(yīng)的后置處理器，由此生成的數(shù)控程序不需要手工修改，從而縮短了所生成數(shù)控程序后續(xù)修改的時(shí)間，使工作效率和編程效率得到提高，同時(shí)也充分發(fā)揮CAD／CAM在模具制造及零件加工中的重要作用。這種開發(fā)方法也適合于其他數(shù)控機(jī)床后置處理器的開發(fā)(如數(shù)控車床、數(shù)控加工中心等)，對(duì)數(shù)控加工具有重要意義。