一、前言

　　隨著計算機技術(shù)、CAD技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控編程開始向交互式圖形編程過渡。借助CAD圖形，以人-機交互的方式將有關(guān)工藝路線及參數(shù)輸入編程系統(tǒng)，再由系統(tǒng)生成數(shù)控加工信息。運用CAD/CAM進(jìn)行零件的設(shè)計和加工制造，可使企業(yè)提高設(shè)計質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，從而取得良好的經(jīng)濟效益。MasterCAM就是這樣的一款CAD/CAM軟件，廣泛應(yīng)用于機械加工、模具制造、汽車工業(yè)和航天工業(yè)等領(lǐng)域，它具有二維幾何圖形設(shè)計、三維曲面設(shè)計、刀具路徑模擬、加工實體模擬等功能，并提供友好的人機交互，從而實現(xiàn)了從產(chǎn)品的幾何設(shè)計到加工制造的CAD/CAM一體化。是目前世界上應(yīng)用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。由CAD和CAM兩大部分組成，并分成Design(造型),Mill(銑削加工)、Lathe(車削加工)和Wire(線切割)4個功能模塊。集設(shè)計與制造于一體，通過對所設(shè)計的零件進(jìn)行加工工藝分析，并繪制幾何圖形及建模，以合理的加工步驟得到刀具路徑，通過程序的后處理生成數(shù)控加工指令代碼，輸人到數(shù)控機床既可完成加工。

　　二、后處理的目的

　　后處理是處理機床及數(shù)控系統(tǒng)直接相關(guān)的信息，是計算機輔助制造基本實現(xiàn)過程的最后一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，數(shù)控機床是根據(jù)數(shù)控程序來動作的，而數(shù)控程序是由一系列的特定數(shù)控指令構(gòu)成。編程人員使用CAM軟件對加工零件進(jìn)行交互式編程，所有工藝信息在編程過程中已設(shè)置好，由此生成刀具軌跡文件。后處理則根據(jù)刀具軌跡文件以規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式轉(zhuǎn)化為數(shù)控系統(tǒng)能夠識別和執(zhí)行的數(shù)控指令，實質(zhì)上是一個文本編輯處理的過程。后處理的最終目的就是要生成一個適合于實際數(shù)控系統(tǒng)的代碼程序。眾所周知目前數(shù)控機床所采用的控制系統(tǒng)各不相同，它們能識別的數(shù)控指令也不盡相同，如在我國應(yīng)用十分廣泛的日本FANUC系列數(shù)控系統(tǒng)、德國西門子公司的SINUMERIK系列數(shù)控系統(tǒng)。該軟件配置的是適應(yīng)單一類型數(shù)控系統(tǒng)的通用后處理，每個后處理文件對應(yīng)一種數(shù)控系統(tǒng)模型。在MasterCAM軟件的Post文件夾下，有多種后處理文件。

　　三、后處理臥式加工程序時的問題

　　本人在利用MasterCAM為臺灣永進(jìn)立臥轉(zhuǎn)換加工中心(FANUC系統(tǒng))做計算機編程的過程中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用軟件默認(rèn)的FANUC后處理程序(Mpfan.pst)輸出的刀路文件，需要大量的手工修改才能滿足實際加工的需要。并且該文件無法實現(xiàn)臥式加工所需的程序，生成的程序代碼只能滿足立式加工即只能加工XY平面也就是G17平面內(nèi)的零件加工。最初想用手工方法解決臥式加工的問題，但簡單的程序可以用這種方法解決，如果零件復(fù)雜工作量就很大效率就很低，因此此方法不能很好的解決臥式加工的程序編制。通過多次的實驗也曾經(jīng)利用MasterCAM默認(rèn)的FANUC后處理程序(Mpfan.pst)生成程序后修改程序中的坐標(biāo)，把XY平面內(nèi)的坐標(biāo)改為XZ平面內(nèi)的坐標(biāo)，此方法雖然能解決復(fù)雜零件的程序編制但在修改時工作量也比較大，而且在修改過程中要求準(zhǔn)確性要高，不能有一點失誤，否則將會加工出超差、甚至報廢的零件，嚴(yán)重的可能會撞機床以及傷害到操作者。為了滿足編程的高效率、準(zhǔn)確性、唯一性使編出的程序在生產(chǎn)中充分發(fā)揮數(shù)控的優(yōu)勢，這時后處理文件的編程就至關(guān)重要了。

　　那么在做后處理時首先要清楚要編制什么樣的數(shù)控程序呢?就本文提出的問題如何編制一個能滿足臥式加工的程序呢? 那么平面的轉(zhuǎn)換成，圓弧的方向，坐標(biāo)的正負(fù)號都是必須要考慮的問題。

　　四、后處理文件的設(shè)定方法

　　后置處理文件簡稱后處理文件，是一種可以由用戶以回答問題的形式自行修改的文件。不同系列的后處理文件在內(nèi)容上略有不同，但其格式及主體部分是相似的，一般都包括以下幾個部分。

　　1.Annotation(注釋)　對后處理文件及其設(shè)定方法作一般性介紹。

　　2.問題:該部分為后處理文件的主要部分，F(xiàn)ANUC系列的后處理文件中共包括200個問題，對這些問題的回答將決定將來輸出的NC程序的格式。

　　3.Commands(指令)　指令的作用是對它后面的變量施加影響。如oldvars和newvars指令，在回答問題3時若寫于刀具號碼變量t之前，則使用oldvars時將呼叫前一把刀具的號碼，使用newvars時將呼叫現(xiàn)在所使用的刀具號碼。

　　4.Variables(變量)　給出了"問題"中所使用的各種變量的定義.FANUC系列的后處理文件中共定義了26個變量，如prog-n=程序號碼，f=進(jìn)給率，s=主軸轉(zhuǎn)速，t=刀具號碼等。

　　(一)、后處理文件編輯的一般規(guī)則

　　對后處理文件的編輯和設(shè)定只需要對第(4)部分的"問題"進(jìn)行回答。PST文件的每個問題前都有一個號碼并在號碼后加一個小數(shù)點。若問題前沒有號碼，那么這個問題在執(zhí)行后處理時是被忽略不用的。回答號碼20以前的問題時，需要在問題的下一行鍵入所回答的文字，而且回答的內(nèi)容可以包括多行，20號以后問題均帶有問號且回答時直接寫在問號的后面，不得換行，這一類的問題常常是以"y""n"來回答。回答問題時用到變量，不能用引號，而字符串則必須包圍在引號之中(如"G91　G28　GZ0M05")，引號中的文字將按字符串的原樣寫入程序中。變量和字符之間要用逗號隔開。

　　(二)、變量的使用

　　變量的定義在后處理文件的開頭部分已經(jīng)作了說明，使用時可通過查閱來了解變量的意義。變量在回答問題時一經(jīng)使用，就會在生產(chǎn)的NC程序中表達(dá)確定的意義。如變量spindle-on,轉(zhuǎn)速為正或0時定義為M03，為負(fù)時定義為M04，如果回答問題時使用了該變量，則會在NC程序的相應(yīng)部分寫出M03或M04。變量prog-n若寫到問題1或2中，將對在NC程序規(guī)劃時給定的程序中起作用。變量First-tool用來呼叫程序中所使用中的第一把刀的號碼，此變量通常用于程序結(jié)束時將使用中的刀具改變?yōu)榈谝话训兜奶柎a，以便在下一次執(zhí)行程序時使用。next-tool用于無T字首的刀具號碼，使用這個變量可在刀具被呼叫前，選擇另一把刀來進(jìn)行換刀。變量xr、 yr、zr是用來定義程序中快速定位的X、Y、Z坐標(biāo)位置，通常用于換刀和程序結(jié)束時使刀具返回機械原點。prev-x、prev-y、prev-z則是用來定義刀具所在的前一個X、Y、Z坐標(biāo)的位置。其它變量的定義可參看文件開頭的說明。

　　(三)、后處理文件的設(shè)置方法

　　后處理文件中的大部分問題一般不需要作修改，使用時，通常辦需對其中固定的某幾個問題進(jìn)行編輯。下面以FANUC系列的.PST文件為例，來說明設(shè)定的方法。

　　(1)問題0的回答要用字符串，對于FANUC控制系統(tǒng)設(shè)置為"%"。

　　(2)以問題2的回答以例說明2、4、5問題的回答方法。假設(shè)在設(shè)定NC參數(shù)時所給的程序名為test1，程序號為1234，順序號開始號碼為100且增量值為2，刀具號為01，主軸轉(zhuǎn)速為1500/mim，則.PST文件格式及產(chǎn)生的NC程序?qū)φ张_下。

　　.PST文件格式 NC程序

　　prog_mane test1

　　prog_n 1234

　　N，"G90 G54 G49 G40" N100 G90 G54 G49 G40

　　N，"G00 X0 Y0" N102 G00 X0Y0

　　N，"M06" M104 M06 T01

　　N，S，spindle_on N106 s1500 M03

　　(3)問題6是用來設(shè)定當(dāng)銑削狀態(tài)改變面刀具號碼并不改變時，其使用的變量與問題2、4、5中所使用的變量相同。

　　(4)問題7、8、9控制NC參數(shù)屏幕中Text1、2、3所設(shè)定的文字。

　　(5)問題36要求規(guī)定進(jìn)給速度值小數(shù)點后允許的位數(shù)，若寫-1時則為整數(shù)。

　　(6)問題37高定的比例因數(shù)可使寫到NC程序中的進(jìn)給速度按此因數(shù)變化。

　　(7)問題38中要求設(shè)置快速進(jìn)給速率的大小。

　　(8)問題42是若設(shè)定為e(表示圓弧插補指令中用R程序)時，問題53必須回答"Y"，則系統(tǒng)在后處理時將自動大于180?圓弧打斷為兩段。

　　(9)問題50～55是使用權(quán)控制器中的cannedcycles指令(G81～G89)被使用于NC程序中。

　　(10)問題70是用來設(shè)定幾何圖形中線與線或線與圓弧之間的精確度，使其值保證連接外形時能自動連接。

　　(11)問題81～89是用于NC程序與數(shù)控機床傳輸與接受時的對數(shù)設(shè)定。

　　(12)當(dāng)使用者在換馬中使用權(quán)用next_tool變量時，問題120應(yīng)回答為"Y"。當(dāng)后處理系統(tǒng)執(zhí)行時，電腦首先必須做一個刀具表，否則電腦無法了解在換刀要用到次一把刀時，什么刀具要來到一把刀的位置。

　　(13)問題190～196是用于設(shè)定刀具路徑顯示時的內(nèi)定值。

　　(14)問題201～510中的雜項變量是在線切割后處理系統(tǒng)中使用的。

　　五、臥式加工后處理的修改

　　MasterCAM的后處理可以根據(jù)用戶需要進(jìn)行編制，本人是通過修改MasterCAM軟件自帶的后處理文件后編制出滿足臥式加工的程序，這樣就不用對所有后處理的設(shè)置都熟悉，只要修改需要的部分就可以修改出用戶需要的后處理。下面是修改部分的文件。

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　# Position calculations, generally these do not need to be modified

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　pmiscint #Capture the top level absinc for subprograms

　　absinc = mi2

　　pxyzcout #Map coordinates

　　xabs = vequ (-x)

　　yabs = vequ (y)

　　zabs = vequ (z)

　　feed = fr_pos

　　if feed > maxfeedpm, feed = maxfeedpm # Check for over feed

　　這是修改X坐標(biāo)正負(fù)號的方法。

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　# Toolchange / NC output Variable Formats

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt T 4 t #Tool number

　　fmt T 4 first_tool #First Tool used

　　fmt T 4 next_tool #Next Tool used

　　fmt D 4 tloffno #Diameter Offset number

　　fmt H 4 tlngno #Length Offset number

　　fmt G 4 g_wcs #WCS G address

　　fmt P 4 p_wcs #WCS P address

　　fmt S 4 speed #Spindle Speed

　　fmt M 4 gear #Gear range

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt N 4 n #Sequence number

　　fmt X 2 xabs #X position output (absolute)

　　fmt Y 2 yabs #Y position output (absolute)

　　fmt Z 2 zabs #Z position output (absolute)

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　# Toolchange / NC output Variable Formats

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt T 4 t #Tool number

　　fmt T 4 first_tool #First Tool used

　　fmt T 4 next_tool #Next Tool used

　　fmt D 4 tloffno #Diameter Offset number

　　fmt H 4 tlngno #Length Offset number

　　fmt G 4 g_wcs #WCS G address

　　fmt P 4 p_wcs #WCS P address

　　fmt S 4 speed #Spindle Speed

　　fmt M 4 gear #Gear range

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt N 4 n #Sequence number

　　fmt X 2 xabs #X position output (absolute)

　　fmt Z 2 yabs #Y position output (absolute)

　　fmt Y 2 zabs #Z position output (absolute)

　　這是轉(zhuǎn)換平面的方法即把XY平面轉(zhuǎn)換成XZ平面。通過以上的修改就能編出了一個臥式加工的后處理，此程序本人已在生產(chǎn)中使用多年，使用效果比較明顯。當(dāng)然后處理的內(nèi)容還有很多，比如個性化修改、添加和刪除不需要的代碼、四軸、五軸后處理等等內(nèi)容，都可以通過此方法進(jìn)行修改直到滿足生產(chǎn)的需要。

　　六、結(jié)束語

　　后置處理文件的編輯和設(shè)定，對CAD/CAM軟件來說都是需要的。但是一般在每次生成NC程序后去對程序進(jìn)行修改，不僅浪費時間，而且容易出錯導(dǎo)致事故。本文就Mastercam軟件針對立臥轉(zhuǎn)換加工中心臥式加工的后處理文件進(jìn)行了分析和討論，介紹了其編輯和設(shè)定的方法。