數控編程技術與后置處理

【摘要】隨著我國經濟的飛速發展，隨著國際間競爭的日益激烈，數字控制和編程技術與傳統的機械制造技術相結合的現代制造技術，逐漸成為當前行業內的重點和熱點。在這種前沿制造技術中，數字控制和CAD/CAM是關鍵的核心技術，而后置處理技術是CAD/CAM系統與機械制造相互關聯的關鍵環節，后置處理的效果直接影響到數控編程的效果和產品質量，研究數控編程和后置處理對制造業的技術改造和更新具有積極的現實意義。

【關鍵詞】數控編程；后置處理；網絡

前言：網絡交互技術和接口通信技術的興起和廣泛應用開辟了現代制造業的新天地。尤其是基于網絡環境的應用，越來越受到業界的追捧。為了提高生產效率，提升產品質量等級以及適應產品的多樣化需求，很多企業正在將機械制造技術向縱深發展，傳統技術與數字控制技術以及網絡通信技術相結合的數控編程和后置處理技術成為技術革命的必然產物。

一、數控編程與后置處理技術概述

筆者認為后置處理技術與數控編程技術嚴格來說是一個有機的整體，是數控編程的后續完善。追溯數控編程與后置處理技術的源頭，就必須要提起麻省理工學院。上世紀五十年代，APT數控語言的出現就標志者數控編程技術邁出向前發展第一步，而后置處理也理所應當的成為自動編程的重要組成部分。編程系統隨著時代的發展，各國也呈現出遍地開花的態勢，其中以美法英為代表，我國華中科技大學、北航海爾公司也有此方面的相關應用。尾隨國外后置處理技術的進步，國內的數控編程和后置處理理論與技術，也風生水起，并取得了相當可喜的成績。如：程筱勝等開發具備交互式圖形功能的通用后置處理程序。關于機械制造中的特殊立面的算法與數控編程的契合難點，隨著c/s（客戶、服務器）控制方式和程序語言逐步成熟也得到了完美的解決。

二、數控編程與后置處理網絡系統的構建

數控編程與后置處理的網絡系統簡言之就是網絡微機系統與傳統的機械機床通過標準的通訊接口相連，并通過行業制造軟件來完成生產制造功能的環境。工業網絡制造系統相當復雜，概括來說可分為網絡系統的硬件部分和軟件部分。

1、硬件環境的實現

數控機床通過網絡硬件上網（以太網、局域網等）是必備的硬件條件，計算機與機床雙向通訊得到保障之后，根據機床的類型不同、加工目標的需求進行不同的網絡拓撲結構的構建，當前主流的拓撲模式主要是標準串行通訊接口和標準以太網接口。對于不同的數控機床，需要相應的開發DNC智能控制卡，并與相應的通信軟件配套使用。

2、軟件環境的實現

除了工業微機內需要配置配套的機械制造行業軟件之外，網絡數控模式下，應該充分利用全球共享的信息資源。DNC集成系統是網絡數控的基本加工單元，通過數控單元的集成和INTERNET/INTRANNET網絡功能，可以實現本地制造和遠程制造，能夠按照NC程序的要求執行指令并提供現場數據支持，能夠實現工藝數據庫的共享。實現以上軟件功能還需要通信速度足夠快，目前流行的軟插件技術將CAN總線技術與系統通信想結合，有效的保證了加工過量。

三、數控編程與后置處理綜述

數控編程及其后置處理目前在制造業中還屬于新生事物，其技術在不斷的摸索在向前發展，數控技術與后置處理的縱深發展還需要長期不懈的研究才能得以進步和成熟。

1、數控機床及數控自動編程

數字控制技術（Numerical Control）技術，也被人們稱之為數控技術。望文生義即可知道，它是以數字脈沖信號為媒介而進行的一種自動控制技術。而數控機床無疑應該配備數控系統的機床。早期的數控機床雖然具有數控系統的功能但生產效率和自動化程度遠遠不能滿足生產的需要。隨著近代CAD/CAM技術的發展，目前的數控系統已經由前期的批處理方式發展到人極交互的圖形方式進行了。工程技術人員編寫數控程序或者流程指令更加快捷和方便，有些比較先進的數控機床甚至集成了大量的成型的數控模塊來供技術人員進行選擇，大大提高了生產效率和自動化程度。

2、CAM后置處理

數控編程的整個過程包括兩方面的內容，其一是前置計算，其二是后置處理。前置計算的通用性較強，且與數控機床的結構關系不大。而后置處理部分則會因數控機床的結構和控制系統的不同而迥異。后置處理的專業性較強，必須有針對性的進行單獨設計。加工刀具的路徑和機床數控代碼指令集是數控編程重要組成部分，通過CAD/CAM系統，對產品目標的幾何形狀，確定刀具種類和加工參數，從而通過微機系統計算出刀具軌跡，直至最后由數控機床加工出成型產品，綜上可知后置處理是數控編程的重要組成部分。后置處理的核心是對刀位文件的解讀并生存數控代碼生成。一個完善的后置處理系統，其后置處理器必須能準確識別不同軟件所生存的刀具路徑文件，并能生存對應的NC程序來實現直線插補、圓弧插補、換刀、夾具校正、冷卻處理等功能。后置處理的難點在于以下三點：首先刀具路徑形態各異，刀具路徑格式沒有行業標準格式；其次數控程序格式多種多樣，不同型號的數控機床因為重印了不同的數控系統和機床結構，后置處理的通用性則大不相同。最后，當前后置處理技術的需求越來越復雜和多樣。

四、結束語

數控編程領域中，后置處理是難點。深入研究數控編程的后置處理，在通用化和標準化方向上進行改良是數控編程領域的發展趨勢。

參考文獻：

[1]王春喜等.面向網絡制造的知識供應鏈建模[J].計算機集成制造系統，2000，（6）.

[2]趙天奇等.大型復雜產品研制與生產的動態聯盟方式[J].CIMS，2000，（5）。

[3]李健，劉飛.基于網絡的先進制造技術[J]中國機械工程，2001，12（2）：154-158.