歷史回顧

    上世紀(jì)50年代，自動化程序設(shè)計(jì)工具（APT）語言被開發(fā)出來。APT語言包括預(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語言，只不過是配備了圖形用戶接口面具而已；同時，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存或開發(fā)必須隨時維持在充足的水平以驅(qū)動客戶的機(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)動力學(xué)相當(dāng)基礎(chǔ)，由于Fanuc或Fanuc類型的控制語言占支配地位，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。不過，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，在開發(fā)良好的現(xiàn)場演示五坐標(biāo)機(jī)加工指令會有挑戰(zhàn)；他們擔(dān)憂使用未經(jīng)核對的后處理器。另外，在許多系統(tǒng)里五坐標(biāo)計(jì)算的時間會比三坐標(biāo)程序設(shè)計(jì)的時間更長。

    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)公式和條件對一個工藝或現(xiàn)象進(jìn)行定義，那么任何有效的輸入肯定會得到有效的輸出。

    五坐標(biāo)后處理器將控制器句法和語言指令提供給機(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)后處理器的開發(fā)工作仍可滿懷信心地進(jìn)行。

采購后處理器

    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)后處理器的一個基本方法是通過技術(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工具箱，以便建造和適應(yīng)性改造自己的后處理器?？蛻敉ㄟ^這種辦法獲得了控制，但反對者認(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)制動等。專業(yè)軟件開發(fā)企業(yè)應(yīng)該憑借經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)成的數(shù)據(jù)庫來迅速使用穩(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)過驗(yàn)證的后處理器。盡管機(jī)床供應(yīng)商可以確認(rèn)來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。這種方法的一個潛在開口是讓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），也可能會有許多控制器方案或用戶偏好，需要對后處理器進(jìn)行適應(yīng)化改造和配置。

    在銷售過程中，多坐標(biāo)后處理器經(jīng)常不會獲得高可視度。忽視采購來源、服務(wù)和測試等后處理器細(xì)節(jié)的客戶，在購買后往往會發(fā)現(xiàn)應(yīng)該在購買過程中更多地關(guān)注后處理器。