基于C语言数控机床智能后置处理程序的制作 (1)
数控编程技术与后置处理
数控编程技术与后置处理【摘要】随着我国经济的飞速发展，随着国际间竞争的日益激烈，数字控制和编程技术与传统的机械制造技术相结合的现代制造技术，逐渐成为当前行业内的重点和热点。
在这种前沿制造技术中，数字控制和CAD/CAM是关键的核心技术，而后置处理技术是CAD/CAM系统与机械制造相互关联的关键环节，后置处理的效果直接影响到数控编程的效果和产品质量，研究数控编程和后置处理对制造业的技术改造和更新具有积极的现实意义。
【关键词】数控编程；后置处理；网络前言：网络交互技术和接口通信技术的兴起和广泛应用开辟了现代制造业的新天地。
尤其是基于网络环境的应用，越来越受到业界的追捧。
为了提高生产效率，提升产品质量等级以及适应产品的多样化需求，很多企业正在将机械制造技术向纵深发展，传统技术与数字控制技术以及网络通信技术相结合的数控编程和后置处理技术成为技术革命的必然产物。
一、数控编程与后置处理技术概述笔者认为后置处理技术与数控编程技术严格来说是一个有机的整体，是数控编程的后续完善。
追溯数控编程与后置处理技术的源头，就必须要提起麻省理工学院。
上世纪五十年代，APT数控语言的出现就标志者数控编程技术迈出向前发展第一步，而后置处理也理所应当的成为自动编程的重要组成部分。
编程系统随着时代的发展，各国也呈现出遍地开花的态势，其中以美法英为代表，我国华中科技大学、北航海尔公司也有此方面的相关应用。
尾随国外后置处理技术的进步，国内的数控编程和后置处理理论与技术，也风生水起，并取得了相当可喜的成绩。
如：程筱胜等开发具备交互式图形功能的通用后置处理程序。
关于机械制造中的特殊立面的算法与数控编程的契合难点，随着c/s（客户、服务器）控制方式和程序语言逐步成熟也得到了完美的解决。
二、数控编程与后置处理网络系统的构建数控编程与后置处理的网络系统简言之就是网络微机系统与传统的机械机床通过标准的通讯接口相连，并通过行业制造软件来完成生产制造功能的环境。
MasterCAM的后置处理及程序生成(1).ppt
项目六 MasterCAM的后置处理及程序生成
MasterCAM系统是一套强大的自动化编程系统，编程人员仅 需绘制加工零件的几何图形，再利用系统提供的各种加工方 法，并对刀具参数进行合理选择和配置，将其赋予几何图形， 由MasterCAM系统自动给出加工零件的NC程序G代码， 并传送至数控机床进行数控加工。——NC程序生成
对于不同系统的数控机床， MasterCAM系统自动产生的 NC程序往往还要根据机床说明书的某些规定进行少量的修改 和编辑，才能供机床使用。——后置处理
一、数控程序生成
下面利用MasterCAM系统对如下图所示轮廓进行外形铣 削加工，生成加工程序。
刀具路径→外形铣削→产生刀具路径文件→操作管理器
➢ 更深层次的：修改 .PST 文件变量参数的赋值，使由此
生成的数控程序更适用于用户的机床，尽可能减少再去 修改程序清单的工作。
五、数据传送与DNC加工
❖ 文件调用方式：当选用合适的后置处理数据文档转
换生成适合所用数控机床的程序文档（NC）后，即可按 照机床数控系统的允许情况，直接调用或转存到磁盘上 并更改为允许的文档名称后调用。
操作管理器→后处理
可修改后处理器
系统自动安装最常使用的 MPFAN.PST（发那科）后处理器
数控程序文件 可编辑数控程序文件 数控程序文件扩展名
保存数控程序文件名为：test.NC
生成NC程序NC程序Biblioteka 件编辑器可编辑的NC程序文件
二、读程序并分析程序
三、修改参数，分析其更改后对NC程序的影响。
❖ DNC加工方式：直接数据控制加工方式。
MasterCAM系统自动生成的NC程序大多通过RS232传输 线传输到机床控制系统中。
数控加工程序后置处理
参数设置不合理、机床维护不当等。
03
解决方案
优化加工程序结构，减少不必要的计算和操作；合理设置切削参数，提
高切削效率；定期对机床进行维护保养，确保设备处于良好状态。
06
后置处理技术的发展趋势与 展望
智能化后置处理技术
自动化识别加工需求
05
后置处理中的常见问题与解 决方案
机床无法正确识别刀具
总结词
刀具识别错误
详细描述
在数控加工过程中，如果机床无法正确识别刀具，可能会导致加工失败或精度损失。这可能是由于刀具参数设置错误 、刀具库数据不匹配或刀具更换过程中出现问题。
解决方案
检查刀具参数设置，确保与机床数据库中的数据一致；更新或重新导入刀具库数据；检查刀具更换流程， 确保操作正确无误。
后置处理是数控加工流程中的重要环 节，它能够将刀位轨迹文件转换为机 床可执行的程序，实现工件的加工。
后置处理的质量直接影响到数控加工 的精度、效率和安全性，因此选择合 适的后置处理软件和参数设置对于提 高加工质量至关重要。
02
后置处理流程
输入原始加工程序
原始加工程序
通常以文本格式存储，包含了加工零件所需的全部指令和参数。
冷却液参数
根据加工要求和机床冷却系统配置，合理设置冷却液压力、流量和 温度，以降低切削热和减小刀具磨损。
机床特性的模拟与仿真
机床运动学模型
建立机床的运动学模型，模拟机床的实际运动轨迹和动态特性，为加工过程的优化和控 制提供依据。
加工过程仿真
通过仿真软件对加工过程进行模拟，预测刀具路径、切削力和热量的分布，以及可能出 现的过切、欠切等问题，以便及时调整加工参数和优化刀具路径。
数控自动编程的基本步骤
基于CAD/CAM的数控自动编程的基本步骤基于CAD/CAM的数控自动编程的基本步骤1.加工零件及其工艺分析加工零件及其工艺分析是数控编程的基础，和手工编程、APT语言编程一样，基于CAD/CAM的数控自动编程首先也要进行这项工作。
在目前计算机辅助工艺过程设计（CAPP）技术尚不完善的情况下，该项工作还需人工完成。
随着CAPP技术及机械制造集成（CAMS）技术的发展与完善，这项工作必然会被计算机所代替。
加工零件及其工艺分析的主要任务如下。
（1）零件几何尺寸、公差及精度要求的核准。
（2）确定加工方法，工具、夹具、量具及刀具。
（3）确定编程原点及编程坐标系。
（4）确定走刀路线及其工艺参数。
2.加工部位建模加工部位建模是利用CAD/CAM集成数控编程软件的图形绘制、编辑修改、曲线曲面及实体造型等功能将零件被加工部位的几何形状准确绘制在计算机屏幕上，同时在计算机内部以一定的数据结构对该图形加以记录。
加工部位建模实质上是人将零件加工部位的相关信息提供给计算机的一种手段，它是数控自动编程系统进行自动编程的依据和基础。
随着建模技术和机械制造集成技术的发展，将来的数控编程软件可直接从CAD模块获得相关信息，无须对加工部位再进行建模。
3.工艺参数输入在本步骤中，将利用编程系统的相关菜单与对话框等把第一步分析的一些与工艺有关的参数输入到系统中。
需要输入的工艺参数有刀具类型、尺寸与材料，切削用量（主轴转速、进给速度、切削深度及加工余量），毛坯信息（尺寸、材料等），其他信息（安全平面、线性逼近误差、刀具轨迹间的残留高度、进退刀方式、走刀方式、冷却方式等）。
对于某一种加工方式而言，可能只要求其中的部分工艺参数。
随着CAPP技术的发展，这些参数可以直接由CAPP系统给出，这时也就可以省掉工艺参数输入这一步了。
4.刀具轨迹生成与编辑完成上述操作后，编辑系统将根据这些参数进行分析判断，自动完成有关基点、节点的计算，并对这些数据进行编排，形成刀位数据，存入指定的刀位文件中。
用C语言编写华中数控铣床PLC程序
如何用C语言编写华中数控系统PLC程序一、铣床内置式PLC的结构华中数控铣削数控系统的PLC为内置式PLC，其逻辑结构如图1所示。
图1 华中数控系统内置式PLC的逻辑结构其中：X寄存器为机床输出到PLC的开关信号，最大可有128组(或称字节，下同)；Y寄存器为PLC输出到机床的开关信号，最大可有128组；R寄存器为PLC内部中间寄存器，共有768组；G寄存器为PLC输出到计算机数控系统的开关信号，最大可有256组；F寄存器为计算机数控系统输出到PLC的开关信号，最大可有256组；P寄存器为PLC外部参数，可由机床用户设置(请运行参数子菜单中的PMC用户参数命令)，共有100组；B寄存器为断电保护信息，共有100组。
X、Y寄存器会随不同的数控机床而有所不同，主要和实际的机床输入/输出开关信号(如限位开关、控制面板开关)有关。
但X、Y寄存器一旦定义好，软件就不能更改其寄存器各位的定义；如果要更改，必须更改相应的硬件接口或接线端子。
R寄存器是PLC内部的中间寄存器，可由PLC软件任意使用。
G、F寄存器由数控系统与PLC事先约定好的，PLC硬件和软件都不能更改其寄存器各位(bit)的定义。
P寄存器可由PLC程序与机床用户任意定义。
二、铣床内置式PLC的软件结构及其运行原理和一般C语言程序都必须提供main()函数一样，用户编写内置式PLC的C 语言程序必须提供如下系统函数定义及系统变量值：externvoid init(void);//初始化PLCexternunsigned plc1_time; //函数plc1()的运行周期，单位：毫秒externvoid plc1(void); //PLC程序入口1externunsigned plc2_time;//函数plc2()的运行周期，单位：毫秒externvoid plc2(void); //PLC程序入口2其中，1.函数init()是用户PLC程序的初始化函数，系统将只在初始化时调用该函数一次。
二、数控加工自动编程一般操作流程
数控加工自动编程一般操作流程各种编程软件的编程步骤基本相同，大致可分为三大步骤，即几何造型(CAD)、加工设计(CAM)和后置处理(获得NC代码)，右图所示为MasterCAM软件的编程流程，其中对CAM部分进行了适当的展开。
(1) CAD零件造型设计获得加工零件的几何参数，又称几何模型。
可软件自身完成或导入其它格式的三维模型。
如IGES或STEP格式文件等。
(2) CAM设计包括：加工模型的设计、加工类型的选择、基本属性的设置、工艺规划与加工参数的设置、刀具轨迹的仿真与验证等。
加工模型：一般采用设计模型，必要时根据加工的需要增加装夹部位等工艺部分。
加工类型：MasterCAM的铣、车、线切割等加工模块是分开的，可在“机床类型”下拉菜单中选择。
基本属性的设置：包括工具(刀具)设置，材料毛坯设置、安全区域设置等，有些内容(如刀具设置)可以在后续的参数中再设置。
工艺规划设计：包括加工工序的设置，如二维加工(外形铣削、钻孔、挖槽、面铣、二维雕刻)、三维加工(如曲面粗加工、曲面精加工等)，另外还有其他的加工方法（如全圆铣削、螺旋铣削、键槽铣削、螺旋钻孔、刀具路径转换等）。
对于每一个具体的工序还要设置切削用量、加工路径、参考点等。
刀具路径的仿真与验证：可静态或动态显示与仿真，并可返回前面的参数设置进行编辑和修改。
仿真验证满意后，即可转入后置处理阶段。
(3) 后置处理后置处理：是将图形化确定的工艺规划、设置的参数等生成数控机床可以接受的加工程序——NC代码。
注：Mastercam软件生成刀具路径时是记录在一个通用的刀具轨迹文件格式NCI文件中，后置处理的工作就是要这个通用的NCI文件转化成某种数控系统能够接受的加工代码，如FANUC系统的*.NC文件。
说明：后置处理生成的加工代码无法满足实际生产的差异性要求，需编程或操作人员进行修改，这就是为什么要学习手工编程的重要原因之一。
基于UG CLS文件使用C语言制作智能后处理工具
基于UGCLS文件特性，利用C语言制作附带业务规则的后处理工具的一个思路1前言UG后处理操作是UGCAM数控加工工作中一个重要环节，主要任务是把在UG加工环境下生成的加工刀位文件转换成机床可接受的数控代码文件。
UG本身提供了强大的Post Builder后处理构建器，但是从实践使用来看，普遍存在后处理过程缓慢，后处理不能够智能，调整不灵活的等弊端。
这主要是因为，对应不同的加工方式，所要求的刀位文件格式不一样，这就要求编程者，针对每一个操作根据不同的加工方式，选择不同的后处理模板，操作非常繁琐，容易出错。
很多使用UG软件做数控编程的企业，或多或少的都存在这样的问题。
另外，在构建后处理工具时，后处理构建者大多只考虑后处理的刀位文件格式能否被机床认可，而很少有人考虑融入业务逻辑的智能处理和智能检查功能，后处理工序的智能化还没有受到普遍的重视。
下面介绍基于UG CLS文件使用C语言制作智能后处理工具的一个思路。
2思路介绍在UG加工环境下编制好的加工程序，可以整组输出为CLS文件。
充分分析CLS文件，我们可以利用这个文件的特点来开发附带业务规则的后处理工具。
为了更好的进行介绍，首先准备好一个CLS文件，并分析其特点：选中一组编制好的加工操作，这组加工程序包含两个加工操作，P50-A和P30-B。
它们的刀轨分别如图2和图3：CLS文件包含了很多操作信息，上图只是指出了部分信息。
UG导出的CLS文件格式统一，规律性很强，所以基于CLS 文件做开发的可行性很强。
下面举例介绍如何利用这些信息来为我们服务。
2.2操作名的利用利用操作名称可以帮助定义后处理的过程。
例如根据操作名称区分后处理格式。
举例：刚刚那两个操作的操作名称分别以“A”和“B”作为后缀。
我们可以在CLS文件中提出每一个操作名称的后缀，然后根据后缀的不同，安排不同的后处理格式。
代码调试环境：在WinXP操作系统上，使用VC++调试工具完成，也可用C语言环境完成。
基于Pro_NC的华中数控系统后置处理程序设计
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