基于CAXA數(shù)控車的自動編程后置處理技術(shù)

李友松，張 琳

（西安建筑科技大學 機電工程學院，陜西 西安 710055）

自動編程就是利用計算機專用軟件，編制數(shù)控加工程序的過程。CAXA數(shù)控車是我國自主研發(fā)的一款集計算機輔助設(shè)計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）于一體的數(shù)控車床專用軟件。在該軟件的支持下，我們可以較好地解決曲線零件的計算機輔助設(shè)計與制造問題[1]。

在數(shù)控車床實際生產(chǎn)加工中，CAXA數(shù)控車的作用，就是生成在機床上加工零件的刀具軌跡（簡稱刀軌）。由于各種類型的機床在物理結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)方面可能不同，它們對NC程序中指令和格式的要求通常也不同。因此CAM軟件內(nèi)部生成的刀軌數(shù)據(jù)需要經(jīng)過處理，才可以適應(yīng)不同機床及其控制系統(tǒng)的特定要求。

1 后置處理的過程

應(yīng)用CAXA數(shù)控車軟件生成數(shù)控程序時，首先產(chǎn)生刀位文件，然后再通過后置處理設(shè)置參數(shù)，將刀位文件編譯成NC程序。后置處理過程，是一個代碼編譯與執(zhí)行的過程，如圖1所示。

圖1 后置處理過程

圖1 所示即讀取刀位文件中的一個完整的記錄（行），然后分析所讀取記錄的類型，并按照記錄類型，確定是變換坐標還是轉(zhuǎn)換文件代碼，最后根據(jù)所選取的機床（系統(tǒng)）進行坐標變換或者文件代碼轉(zhuǎn)換，生成NC程序段。直到刀位文件讀取結(jié)束，輸出適用于選定機床的可執(zhí)行NC程序[2]。

2 后置處理設(shè)置

后置處理設(shè)置就是結(jié)合特定數(shù)控機床，把系統(tǒng)所生成的刀具路徑，轉(zhuǎn)化為機床能夠識別的G代碼指令。生成的G代碼，可以輸入數(shù)控機床直接用于加工。考慮到生成G的代碼可能用于不同的數(shù)控機床，CAXA數(shù)控車能夠針對不同類型的機床，設(shè)置不同的機床參數(shù)，以及特定的NC代碼程序格式，同時還能夠?qū)ι傻臋C床代碼的正確性進行校核。

2.1 機床后置

機床后置指的是機床設(shè)置以及程序格式設(shè)置兩部分。點擊“加工”菜單中的“后置處理”，選擇“后置設(shè)置”來啟動機床設(shè)置工具。

在機床信息設(shè)置中，我們可以選擇仿真加工所采用的機床，也可以按照實際的機床參數(shù)來設(shè)置特定的數(shù)控代碼、數(shù)控程序格式生成新機床。機床信息設(shè)置包括下面3個方面的參數(shù)：

（1）機床控制參數(shù)。主軸轉(zhuǎn)速及方向，插補方式，冷卻控制，刀具補償，程序起停和程序首尾控制符等。

（2）程序格式參數(shù)。程序說明，程序行控制，換刀格式等內(nèi)容。

（3）機床的實際運動參數(shù)?？焖僖苿铀俣龋℅00）、快速移動加速度，最大移動速度，通常切削的加速度。

2.2 程序格式設(shè)置

程序格式設(shè)置，即指對G代碼各個程序段的格式進行設(shè)置。設(shè)置內(nèi)容包括程序的起始符號、程序結(jié)束符號、程序頭、程序說明、程序尾換刀段。

（1）常用宏指令。CAXA數(shù)控車的程序格式，是以字符串、宏指令@字符串以及宏指令的方式進行設(shè)置。

其中，宏指令格式為：$＋宏指令串。

數(shù)控系統(tǒng)提供的宏指令串如下：

當前后置文件名：POST_NAME；

當前時間：POST_TIME；

當前日期：POST_DATE；

主軸速度：SPN_SPEED；

當前X坐標值：COORD_X；

當前Z坐標值：COORD_Z；

絕對指令：G90；

相對指令：G91；

主軸：SPN_OFF(M05)；

主軸正轉(zhuǎn)：SPN_CW(M03)；

主軸反轉(zhuǎn)：SPN_CCW(M04)；

主軸轉(zhuǎn)速：SPN_F（S）；

冷卻液關(guān)：COOL_OFF(M09)；

冷卻液開：COOL_ON(M07、M08)；

程序停止：PRO_STOP(M30)；

$號：輸出空格。

@號：換行標志，如果是字符串就輸出它自身；

（2）程序說明。程序說明部分是對程序的名稱，和該程序相對應(yīng)的零件名稱與編號，程序編制日期和編制時間等相關(guān)信息的記錄。

（3）程序頭。對于特定的數(shù)控機床，數(shù)控程序的開頭部分都是固定的。包括有一些機床信息，例如機床歸零，主軸啟動，設(shè)置工件零點，及冷卻液開關(guān)等。

（4）換刀。換刀指令即提示系統(tǒng)更換刀具，換刀指令一般由用戶根據(jù)機床設(shè)置，換刀之后系統(tǒng)會提取相關(guān)的刀具信息，以便于進行必要的刀具補償。

2.3 生成G代碼

設(shè)置好機床后置后，根據(jù)當前機床類型的配置要求，即可把已經(jīng)生成的刀具加工軌跡轉(zhuǎn)化生成G代碼——即CNC數(shù)控程序，并可利用CAXA數(shù)控車仿真模塊進行模擬加工。可以點擊“加工”菜單中的“后置處理”，選擇“生成G代碼”來啟動此功能。

2.4 校核G代碼

與生成G代碼功能相反，校核G代碼就是把已經(jīng)生成的G代碼文件反讀進來，生成刀具軌跡，然后進行軌跡仿真，以檢查G代碼的正確性。經(jīng)過校核過后的的G代碼，即可直接輸入到機床中進行數(shù)控加工。

3 應(yīng)用實例

SIEMENS數(shù)控車床，應(yīng)用CAXA數(shù)控車軟件的后置處理參數(shù)設(shè)置。

說明：（POST_NAME,POST_DATE,POST_TIME）；

程序頭：M6 CHANGR_TOOL TOOL_NO DCOMP_NO@COOL_ON@SPN_F；

SPN_SPEED SPN_CW@G90G54G00COORD_X

COORD_Z；

換刀：G0X100.Z200.@M6 CHANGE_TOOL TOOL_NO

DCOMP_NO@COOL_ON@SPN_FSPN_SPEED

SPN_CW@G00 COORD_X COORD_Z

程序尾：G0X100.Z200.@SPN_OFF@SPN_OFF@-PRO_STOP；

說明：“X100.Z200.”是車床安全換刀點的坐標，實際加工中，這個數(shù)值需要根據(jù)被加工零件的尺寸和編程原點的位置，進行合適的調(diào)整。

4 結(jié)束語

通過以上對后置處理文件修改，能夠在CAXA數(shù)控車生成刀軌文件之后，利用相對應(yīng)的后置處理文件，直接輸出NC程序代碼。輸出的NC程序，導入到相應(yīng)的數(shù)控控機床系統(tǒng)，就能夠直接進行數(shù)控加工。此外，為了保證數(shù)控加工的可靠性，后置處理得到的NC程序，在實際加工前，必須檢驗程序代碼的準確性。

[1]顧麗敏，黃時煒.基于CAXA數(shù)控車的特殊弧形零件的自動編程[J].機床與液壓，2011，(6)：130-133.

[2]張 軍，劉 斌，趙洪志.數(shù)控編程的后置處理與CAXA-ME2000軟件的通用后置[J].實驗技術(shù)與管理，2004，(3)：109-111.

[3]馮榮坦.CAXA制造工程師2005基礎(chǔ)培訓教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[4]北京北航海爾軟件公司.CAXA-ME使用說明書[K].北京：北京北航海爾軟件公司，2003.

[5]范 悅.CAXA數(shù)控車實例教程（第2版）[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.