WATtools 沃维途

www.wathk.com.智博.科技

　　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、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。

后置处理是 数控编程技术的关键技术之一，作为CAD/CAM 系统与机械制造 连接的纽带，后置处理直接影响自动编程系统的使用效果和零件的加工质量、效率以及机床的可靠运行。 配置和开发有效的后置处理程序对解决从设计到制造过程存在的瓶颈、提高编程效率和加工的可靠性的重要意义。

一、后置处理技术的概况介绍

CAM后置处理技术是目前机械制造业中最新发展起来的一中先进技术。对于21世纪的加工行业，数控机床等设备已经起到了越来越重要的作用。国际上CAD，CAM等的发展，趋势了CAM后置处理技术的诞生和发展。

而到目前为止，具体的CAM后置处理技术还很难有一个具体的定义，在各种资料上以及互联网上也没有一个固定的对其进行解释的定义出现。不过普遍的资料上对CAM后置处理技术是这样解释的“后置处理是数控编程技术的关键技术之一，作CAD/CAM 系统与机械制造连接的纽带，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、判断和处理，最终生 成数控机床所能直接识别的NC程序”。

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。

二、CAM后置处理技术的发展和现状

1、后置处理技术起步 自从20 世纪50 年代由MIT（麻省理工学院）设计APT数控语言后，后置处理就成为自动编程的重要组成部分。对于不同的数控系统，编写不同的后置处理程序，由于数控系统种类繁多，机床配置不尽相同，代码差异大，必须为每种数控机床配置专用后置处理程序.APT 的专用后置处理程序达上千种，但需由数控软件厂家提供，用户不易修改。1980年IBM 公司为解决APT 刀位原文件的处理推出了DAPP系统，系统提供给用户生成后置处理系统所需的一些程序和文件，如输入模块、输出模块、数据处理模块等. 该系统将一些计算、分析模块公共化、标准化的方法使后置处理系统向通用化发展迈进了一步。

目前应用较为广泛的国外自动编程软件系统有美国SDRC 公司的I - DEAS MasterSeries、 法国达索飞机公司研制的CATIA等等。而在国内华中科技大学开发的开目CAD、北航海尔公司的CAXA- ME 系统也有一定的应用. 各种CAD/ CAM模块组成：交互工艺参数输入模块、刀位轨迹计算模置处理模块，其中后置处理模块是CAD/ CAM 系统的一个重要部分。

2、CAM后置处理技术的现状 随着现代科技的发展，CAM后置处理技术的发展也越趋于更加完善化，在国内、外都对后置处理技术有足够的重视。各CAD/CAM 软件厂家都研究开发了各自的后置处理系统。从各中资料上可以看出，目前关于后置处理技术的的处理系统呈现多种的形态。个厂家也都推出了自己的系统。如UG - II 采用了UG/ POST、Pro / Engineer 系统采用Pro /NC POST、MasterCAM 系统采用pst 等。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。

近年来国内开发的商品化的CAD/ CAM 系统中，CAXA - ME（制造工程师）是目前应用最广泛的系统，其后置处理功能模块解决了常见数控机床的后置处理，但有较大的局限性，只适用于一般的铣削加工，在解决Sodick 类型机床的数控代码时，如果零件中涉及到孔的加工，将不能生成相应的程序代码。

由此我们可以看出就目前来说，CAM后置处理技术已经有原来的不成熟走向了相对成熟的地步。对于CAM后置处理技术的系统开发也进入了一个全新的形式。我国的科技开发人才也在CAM后置处理技术的研究中取得了一定的成绩。不过，后置处理程序开发，技术难度大配置复杂，而且各系统CAM 模块的刀位原文件不完全透明，后置处理程序价格昂贵，国内很多CAD/ CAM 系统的用户对软件的使用主要是其CAD 模块，对CAM模块的应用效率不高，其中一个关键的原因是没有配备相应的专用后置处理器，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要人工做大量的修改，严重影响了CAM 模块的应用效果。所以说对于CAM后置处理技术的完全应用还有一定的道路要走。

三、CAM后置处理技术的发展趋势

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。CAM后置处理技术也在高新技术的发展同时得到一步步的完善。CAM后置处理技术也渐渐的向以下几个发面发展。

1、面向通用化 通用后置处理系统一般指后置处理程序功能的通用化，要求能针对不同类型的数控系统对刀位原文件进行后置处理，输出数控程序。具有通用性.专用后置处理系统将机床特性直接编入后置处理程序中，只能适应于一种或一个系列机床，对于不同的数控装置和数控机床必须有不同的专用后置处理程序.目前后置处理的方法主要有：一是数控软件厂家提供一个通用后置处理程序，用户通过人机对话的形式，回答提出的一些问题，用来确定一些具体的参数，形成具体数控机床的后置处理程序；二是提供后置处理程序编制工具包，按其语法规则，由用户编制具体数控机床的专用后置处理程序。通用化的使用会使得在经济全球化的今天，满足制造业数控装置的一体化。

2、面向高速加工 高速数控加工，是一种以高主轴转速、快速进给、较小的切削深度和间距为加工特征的高效率、高精度数控加工方式，它不仅对机床结构和数控系统提出了新的要求，对于加工工艺的规划、工艺参数的设置和加工约束的设置也提出了新的要求。面对机床的高速转速发展，CAM后置处理技术也要跟上时代的步伐，在高速加工中，加工时间更短而加工速度更快，加工精度更高，CAM 系统的后置处理技术就要实现加工中各种数据的转变。将已产生的巨量微小直线经后置处理生成的NC 程序，通过转换软件，变换为NURBS 插补程序.。

3、校核与处理非线性运动误差 在后置处理中应根据具体机床结构对非线性加工误差进行校验，若误差超出允许范围，需对相应的刀位点作修正处理. 但由于后置处理时刀位数据中不再包含刀具与零件型面的切触信息，对该误差只能是近似估计，目前在后置处理中尚未能进行处理。

4、STEP - NC 数据模型 CAM 系统中，信息的共享也只是单向的和单一的.1997 年欧共体提出了STEP - NC 概念，将产品数据转换标STEP 扩展至CNC 领域，重新定义了CAD/ CAM 与CNC 之间的接口，它要求CNC 系统直接使用符合STEP 标准的CAD 三维产品数据模型（包括几何数据、设计和制造特征），加上工艺的信息和刀具信息，直接产生加工程序来控制机床.。
  CAM后置处理技术定能够满足现代工业向多品种、小批量的方向发展的需求。同样也需要高效、快速、高度柔性的制造系统。而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。
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纷繁的情况。

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。