CAM后处理器--最薄弱的环节

历史回顾

        上世纪50年代，自动化程序设计工具（APT）语言被开发出来。APT语言包括预处理器或几何形状指令、用于刀具路径计划的处理器以及用于确定指令和控制机床的后处理器等。

        今天，仍有一些CAM软件产品传承自APT语言，只不过是配备了图形用户接口面具而已；同时，仍有许多后处理器在使用APT作为机床与CAM软件之间的转换基础。虽然APT界定严格，而且不同CAM软件供应商准备的不同风格APT间几乎无模棱两可之处，但在今天的许多情况中APT的极限性太大了。

三坐标演示

        在上世纪80和90年代，中小机加工车间广泛使用CAM软件，软件的销售过程通常包括客户拜访以及为客户零件进行程序设计和机加工。这要求后处理器的库存或开发必须随时维持在充足的水平以驱动客户的机床，最后的效果给客户留下了非常深刻的印象。企业主可以看到软件系统的使用情况，也减少了最终执行的风险。

        之所以能这样做，部分原因可归于三坐标后处理器的基本要求。三坐标机床的运动力学相当基础，由于Fanuc或Fanuc类型的控制语言占支配地位，因此机床控制器的句法在各种机床上也比较一致。另外，控制器管理机床的许多功能，它最基本、明显的作用是按照语言和句法指令连接CAM软件和机床。但是，三坐标领域内相当普通的语言肯定能实现三坐标演示。

    图1 三坐标演示

多坐标、多任务机床

        此后，制造业界取得了巨大进步，拥有了更加复杂的机床和应用。多坐标铣床可减少装卡次数、简化夹具结构、使用较短的刀具及生产复杂的几何形状。多任务机床的意图是执行多种工艺步骤。上述机床类型都简化了搬运工作，减少了车间内机器的占地空间。尽管设备的投资成本较高，但由于机加工效果和车间生产率的改善，投资回报显而易见。不过，两类机床增加了CAM软件程序设计任务和后处理器容量的负担。

        多坐标后处理器具有更广泛的数学基础，其原型一般不能采用手工编程方法完成；读取数控指令输出文件并非总是后处理器功能逆向工程的好方法。

五坐标演示

        一般CAM软件行业不以先前三坐标演示的方式用于五坐标演示。许多软件供应商预见，在开发良好的现场演示五坐标机加工指令会有挑战；他们担忧使用未经核对的后处理器。另外，在许多系统里五坐标计算的时间会比三坐标程序设计的时间更长。

        五坐标刀具路径计算和五坐标后处理器的核心是一系列基本数学方程式。如果你采用正确的数学公式和条件对一个工艺或现象进行定义，那么任何有效的输入肯定会得到有效的输出。

        五坐标后处理器将控制器句法和语言指令提供给机床。Fanuc、西门子和海德汉控制器占有五坐标机床的大半壁江山。许多其他控制系统仍然在模仿Fanuc语言。虽然魔鬼隐藏于细节之中，而且多数后处理器都有自己的独特要求，但五坐标后处理器的开发工作仍可满怀信心地进行。