歷史回顧

    上世紀(jì)50年代，自動(dòng)化程序設(shè)計(jì)工具（APT）語(yǔ)言被開(kāi)發(fā)出來(lái)。APT語(yǔ)言包括預(yù)處理器或幾何形狀指令、用于刀具路徑計(jì)劃的處理器以及用于確定指令和控制機(jī)床的后處理器等。

    今天，仍有一些CAM軟件產(chǎn)品傳承自APT語(yǔ)言，只不過(guò)是配備了圖形用戶接口面具而已；同時(shí)，仍有許多后處理器在使用APT作為機(jī)床與CAM軟件之間的轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)。雖然APT界定嚴(yán)格，而且不同CAM軟件供應(yīng)商準(zhǔn)備的不同風(fēng)格APT間幾乎無(wú)模棱兩可之處，但在今天的許多情況中APT的極限性太大了。

三坐標(biāo)演示

    在上世紀(jì)80和90年代，中小機(jī)加工車間廣泛使用CAM軟件，軟件的銷售過(guò)程通常包括客戶拜訪以及為客戶零件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和機(jī)加工。這要求后處理器的庫(kù)存或開(kāi)發(fā)必須隨時(shí)維持在充足的水平以驅(qū)動(dòng)客戶的機(jī)床，最后的效果給客戶留下了非常深刻的印象。企業(yè)主可以看到軟件系統(tǒng)的使用情況，也減少了最終執(zhí)行的風(fēng)險(xiǎn)。

    之所以能這樣做，部分原因可歸于三坐標(biāo)后處理器的基本要求。三坐標(biāo)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)力學(xué)相當(dāng)基礎(chǔ)，由于Fanuc或Fanuc類型的控制語(yǔ)言占支配地位，因此機(jī)床控制器的句法在各種機(jī)床上也比較一致。另外，控制器管理機(jī)床的許多功能，它最基本、明顯的作用是按照語(yǔ)言和句法指令連接CAM軟件和機(jī)床。但是，三坐標(biāo)領(lǐng)域內(nèi)相當(dāng)普通的語(yǔ)言肯定能實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)演示。

    圖1 三坐標(biāo)演示

多坐標(biāo)、多任務(wù)機(jī)床

    此后，制造業(yè)界取得了巨大進(jìn)步，擁有了更加復(fù)雜的機(jī)床和應(yīng)用。多坐標(biāo)銑床可減少裝卡次數(shù)、簡(jiǎn)化夾具結(jié)構(gòu)、使用較短的刀具及生產(chǎn)復(fù)雜的幾何形狀。多任務(wù)機(jī)床的意圖是執(zhí)行多種工藝步驟。上述機(jī)床類型都簡(jiǎn)化了搬運(yùn)工作，減少了車間內(nèi)機(jī)器的占地空間。盡管設(shè)備的投資成本較高，但由于機(jī)加工效果和車間生產(chǎn)率的改善，投資回報(bào)顯而易見(jiàn)。不過(guò)，兩類機(jī)床增加了CAM軟件程序設(shè)計(jì)任務(wù)和后處理器容量的負(fù)擔(dān)。

    多坐標(biāo)后處理器具有更廣泛的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，其原型一般不能采用手工編程方法完成；讀取數(shù)控指令輸出文件并非總是后處理器功能逆向工程的好方法。

五坐標(biāo)演示

    一般CAM軟件行業(yè)不以先前三坐標(biāo)演示的方式用于五坐標(biāo)演示。許多軟件供應(yīng)商預(yù)見(jiàn)，在開(kāi)發(fā)良好的現(xiàn)場(chǎng)演示五坐標(biāo)機(jī)加工指令會(huì)有挑戰(zhàn)；他們擔(dān)憂使用未經(jīng)核對(duì)的后處理器。另外，在許多系統(tǒng)里五坐標(biāo)計(jì)算的時(shí)間會(huì)比三坐標(biāo)程序設(shè)計(jì)的時(shí)間更長(zhǎng)。

    五坐標(biāo)刀具路徑計(jì)算和五坐標(biāo)后處理器的核心是一系列基本數(shù)學(xué)方程式。如果你采用正確的數(shù)學(xué)公式和條件對(duì)一個(gè)工藝或現(xiàn)象進(jìn)行定義，那么任何有效的輸入肯定會(huì)得到有效的輸出。

    五坐標(biāo)后處理器將控制器句法和語(yǔ)言指令提供給機(jī)床。Fanuc、西門子和海德漢控制器占有五坐標(biāo)機(jī)床的大半壁江山。許多其他控制系統(tǒng)仍然在模仿Fanuc語(yǔ)言。雖然魔鬼隱藏于細(xì)節(jié)之中，而且多數(shù)后處理器都有自己的獨(dú)特要求，但五坐標(biāo)后處理器的開(kāi)發(fā)工作仍可滿懷信心地進(jìn)行。

采購(gòu)后處理器

    要獲得五坐標(biāo)后處理器有許多途徑。機(jī)加工車間應(yīng)該仔細(xì)考慮選擇方案，因?yàn)檫@不僅決定了CAM軟件使用成敗與否，也決定了機(jī)床的根本性能。選擇五坐標(biāo)后處理器的一個(gè)基本方法是通過(guò)技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)上的聊天室或用戶論壇。

    圖2 五坐標(biāo)后處理器

    其他一些用戶則希望擁有一個(gè)工具箱，以便建造和適應(yīng)性改造自己的后處理器。客戶通過(guò)這種辦法獲得了控制，但反對(duì)者認(rèn)為，設(shè)備車間及員工應(yīng)該集中精力為用戶制造零件，而不是一門心思要成為軟件開(kāi)發(fā)者。當(dāng)今的機(jī)床有許多選擇方案和復(fù)雜邏輯，如工具中心點(diǎn)程序設(shè)計(jì)、傾斜式工作平面、多坐標(biāo)系統(tǒng)以及調(diào)用坐標(biāo)制動(dòng)等。專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)該憑借經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)成的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)迅速使用穩(wěn)定的后處理器，用戶則可以將精力集中在程序設(shè)計(jì)、金屬切削和生產(chǎn)率上。

    有些機(jī)床供應(yīng)商隨機(jī)床一起提供經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的后處理器。盡管機(jī)床供應(yīng)商可以確認(rèn)來(lái)自后處理器的輸出指令是否與機(jī)器相兼容，但進(jìn)入后處理器的輸入?yún)s來(lái)自于CAM軟件刀具路徑處理器。CAM軟件產(chǎn)品多種多樣，各有其獨(dú)特的中間文件格式，這些格式很少對(duì)外部后處理器企業(yè)出版公布。此外，為了實(shí)現(xiàn)新的CAM軟件功能，中間文件格式的規(guī)范隨著新軟件版本頻繁發(fā)生變化。相應(yīng)地，機(jī)床供應(yīng)商提供的后處理器公用程序有可能不會(huì)與每種CAM軟件產(chǎn)品或新產(chǎn)品版本都兼容。通常是新軟件版本發(fā)布后，客戶可能要摸著石頭過(guò)河，直至格式設(shè)計(jì)企業(yè)以逆向工程的方法滿足新軟件版本標(biāo)準(zhǔn)要求為止。

     剩下的常用方案是從CAM軟件企業(yè)獲得后處理器，軟件供應(yīng)商容易確保軟件版本與后處理器的兼容性。這種方法的一個(gè)潛在開(kāi)口是讓CAM軟件確保與機(jī)床的兼容性。CAM軟件供應(yīng)商可依靠共享一個(gè)控制器的機(jī)床之間的相似性，或者使用一份標(biāo)準(zhǔn)要求文件來(lái)獲取機(jī)床關(guān)鍵功能的具體指令。另外，機(jī)床控制的句法要求并不會(huì)每年都發(fā)生變化。

    不僅要有獲取后處理器已規(guī)定的協(xié)議，還應(yīng)有測(cè)試后處理器的標(biāo)準(zhǔn)工藝。即插即用后處理器只在很少情況下使用。即便使用同樣軟件（后處理器輸入）、機(jī)床及控制器（后處理器輸出），也可能會(huì)有許多控制器方案或用戶偏好，需要對(duì)后處理器進(jìn)行適應(yīng)化改造和配置。

    在銷售過(guò)程中，多坐標(biāo)后處理器經(jīng)常不會(huì)獲得高可視度。忽視采購(gòu)來(lái)源、服務(wù)和測(cè)試等后處理器細(xì)節(jié)的客戶，在購(gòu)買后往往會(huì)發(fā)現(xiàn)應(yīng)該在購(gòu)買過(guò)程中更多地關(guān)注后處理器。