一、前言

　　隨著計算機技術、CAD技術的發展，數控編程開始向交互式圖形編程過渡。借助CAD圖形，以人-機交互的方式將有關工藝路線及參數輸入編程系統，再由系統生成數控加工信息。運用CAD/CAM進行零件的設計和加工制造，可使企業提高設計質量，縮短生產周期，降低產品成本，從而取得良好的經濟效益。MasterCAM就是這樣的一款CAD/CAM軟件，廣泛應用于機械加工、模具制造、汽車工業和航天工業等領域，它具有二維幾何圖形設計、三維曲面設計、刀具路徑模擬、加工實體模擬等功能，并提供友好的人機交互，從而實現了從產品的幾何設計到加工制造的CAD/CAM一體化。是目前世界上應用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。由CAD和CAM兩大部分組成，并分成Design(造型),Mill(銑削加工)、Lathe(車削加工)和Wire(線切割)4個功能模塊。集設計與制造于一體，通過對所設計的零件進行加工工藝分析，并繪制幾何圖形及建模，以合理的加工步驟得到刀具路徑，通過程序的后處理生成數控加工指令代碼，輸人到數控機床既可完成加工。

　　二、后處理的目的

　　后處理是處理機床及數控系統直接相關的信息，是計算機輔助制造基本實現過程的最后一個關鍵環節，數控機床是根據數控程序來動作的，而數控程序是由一系列的特定數控指令構成。編程人員使用CAM軟件對加工零件進行交互式編程，所有工藝信息在編程過程中已設置好，由此生成刀具軌跡文件。后處理則根據刀具軌跡文件以規定的標準格式轉化為數控系統能夠識別和執行的數控指令，實質上是一個文本編輯處理的過程。后處理的最終目的就是要生成一個適合于實際數控系統的代碼程序。眾所周知目前數控機床所采用的控制系統各不相同，它們能識別的數控指令也不盡相同，如在我國應用十分廣泛的日本FANUC系列數控系統、德國西門子公司的SINUMERIK系列數控系統。該軟件配置的是適應單一類型數控系統的通用后處理，每個后處理文件對應一種數控系統模型。在MasterCAM軟件的Post文件夾下，有多種后處理文件。

　　三、后處理臥式加工程序時的問題

　　本人在利用MasterCAM為臺灣永進立臥轉換加工中心(FANUC系統)做計算機編程的過程中發現，應用軟件默認的FANUC后處理程序(Mpfan.pst)輸出的刀路文件，需要大量的手工修改才能滿足實際加工的需要。并且該文件無法實現臥式加工所需的程序，生成的程序代碼只能滿足立式加工即只能加工XY平面也就是G17平面內的零件加工。最初想用手工方法解決臥式加工的問題，但簡單的程序可以用這種方法解決，如果零件復雜工作量就很大效率就很低，因此此方法不能很好的解決臥式加工的程序編制。通過多次的實驗也曾經利用MasterCAM默認的FANUC后處理程序(Mpfan.pst)生成程序后修改程序中的坐標，把XY平面內的坐標改為XZ平面內的坐標，此方法雖然能解決復雜零件的程序編制但在修改時工作量也比較大，而且在修改過程中要求準確性要高，不能有一點失誤，否則將會加工出超差、甚至報廢的零件，嚴重的可能會撞機床以及傷害到操作者。為了滿足編程的高效率、準確性、唯一性使編出的程序在生產中充分發揮數控的優勢，這時后處理文件的編程就至關重要了。

　　那么在做后處理時首先要清楚要編制什么樣的數控程序呢?就本文提出的問題如何編制一個能滿足臥式加工的程序呢? 那么平面的轉換成，圓弧的方向，坐標的正負號都是必須要考慮的問題。

　　四、后處理文件的設定方法

　　后置處理文件簡稱后處理文件，是一種可以由用戶以回答問題的形式自行修改的文件。不同系列的后處理文件在內容上略有不同，但其格式及主體部分是相似的，一般都包括以下幾個部分。

　　1.Annotation(注釋)　對后處理文件及其設定方法作一般性介紹。

　　2.問題:該部分為后處理文件的主要部分，FANUC系列的后處理文件中共包括200個問題，對這些問題的回答將決定將來輸出的NC程序的格式。

　　3.Commands(指令)　指令的作用是對它后面的變量施加影響。如oldvars和newvars指令，在回答問題3時若寫于刀具號碼變量t之前，則使用oldvars時將呼叫前一把刀具的號碼，使用newvars時將呼叫現在所使用的刀具號碼。

　　4.Variables(變量)　給出了"問題"中所使用的各種變量的定義.FANUC系列的后處理文件中共定義了26個變量，如prog-n=程序號碼，f=進給率，s=主軸轉速，t=刀具號碼等。

　　(一)、后處理文件編輯的一般規則

　　對后處理文件的編輯和設定只需要對第(4)部分的"問題"進行回答。PST文件的每個問題前都有一個號碼并在號碼后加一個小數點。若問題前沒有號碼，那么這個問題在執行后處理時是被忽略不用的。回答號碼20以前的問題時，需要在問題的下一行鍵入所回答的文字，而且回答的內容可以包括多行，20號以后問題均帶有問號且回答時直接寫在問號的后面，不得換行，這一類的問題常常是以"y""n"來回答。回答問題時用到變量，不能用引號，而字符串則必須包圍在引號之中(如"G91　G28　GZ0M05")，引號中的文字將按字符串的原樣寫入程序中。變量和字符之間要用逗號隔開。

　　(二)、變量的使用

　　變量的定義在后處理文件的開頭部分已經作了說明，使用時可通過查閱來了解變量的意義。變量在回答問題時一經使用，就會在生產的NC程序中表達確定的意義。如變量spindle-on,轉速為正或0時定義為M03，為負時定義為M04，如果回答問題時使用了該變量，則會在NC程序的相應部分寫出M03或M04。變量prog-n若寫到問題1或2中，將對在NC程序規劃時給定的程序中起作用。變量First-tool用來呼叫程序中所使用中的第一把刀的號碼，此變量通常用于程序結束時將使用中的刀具改變為第一把刀的號碼，以便在下一次執行程序時使用。next-tool用于無T字首的刀具號碼，使用這個變量可在刀具被呼叫前，選擇另一把刀來進行換刀。變量xr、 yr、zr是用來定義程序中快速定位的X、Y、Z坐標位置，通常用于換刀和程序結束時使刀具返回機械原點。prev-x、prev-y、prev-z則是用來定義刀具所在的前一個X、Y、Z坐標的位置。其它變量的定義可參看文件開頭的說明。

　　(三)、后處理文件的設置方法

　　后處理文件中的大部分問題一般不需要作修改，使用時，通常辦需對其中固定的某幾個問題進行編輯。下面以FANUC系列的.PST文件為例，來說明設定的方法。

　　(1)問題0的回答要用字符串，對于FANUC控制系統設置為"%"。

　　(2)以問題2的回答以例說明2、4、5問題的回答方法。假設在設定NC參數時所給的程序名為test1，程序號為1234，順序號開始號碼為100且增量值為2，刀具號為01，主軸轉速為1500/mim，則.PST文件格式及產生的NC程序對照臺下。

　　.PST文件格式 NC程序

　　prog_mane test1

　　prog_n 1234

　　N，"G90 G54 G49 G40" N100 G90 G54 G49 G40

　　N，"G00 X0 Y0" N102 G00 X0Y0

　　N，"M06" M104 M06 T01

　　N，S，spindle_on N106 s1500 M03

　　(3)問題6是用來設定當銑削狀態改變面刀具號碼并不改變時，其使用的變量與問題2、4、5中所使用的變量相同。

　　(4)問題7、8、9控制NC參數屏幕中Text1、2、3所設定的文字。

　　(5)問題36要求規定進給速度值小數點后允許的位數，若寫-1時則為整數。

　　(6)問題37高定的比例因數可使寫到NC程序中的進給速度按此因數變化。

　　(7)問題38中要求設置快速進給速率的大小。

　　(8)問題42是若設定為e(表示圓弧插補指令中用R程序)時，問題53必須回答"Y"，則系統在后處理時將自動大于180?圓弧打斷為兩段。

　　(9)問題50～55是使用權控制器中的cannedcycles指令(G81～G89)被使用于NC程序中。

　　(10)問題70是用來設定幾何圖形中線與線或線與圓弧之間的精確度，使其值保證連接外形時能自動連接。

　　(11)問題81～89是用于NC程序與數控機床傳輸與接受時的對數設定。

　　(12)當使用者在換馬中使用權用next_tool變量時，問題120應回答為"Y"。當后處理系統執行時，電腦首先必須做一個刀具表，否則電腦無法了解在換刀要用到次一把刀時，什么刀具要來到一把刀的位置。

　　(13)問題190～196是用于設定刀具路徑顯示時的內定值。

　　(14)問題201～510中的雜項變量是在線切割后處理系統中使用的。

　　五、臥式加工后處理的修改

　　MasterCAM的后處理可以根據用戶需要進行編制，本人是通過修改MasterCAM軟件自帶的后處理文件后編制出滿足臥式加工的程序，這樣就不用對所有后處理的設置都熟悉，只要修改需要的部分就可以修改出用戶需要的后處理。下面是修改部分的文件。

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　# Position calculations, generally these do not need to be modified

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　pmiscint #Capture the top level absinc for subprograms

　　absinc = mi2

　　pxyzcout #Map coordinates

　　xabs = vequ (-x)

　　yabs = vequ (y)

　　zabs = vequ (z)

　　feed = fr_pos

　　if feed > maxfeedpm, feed = maxfeedpm # Check for over feed

　　這是修改X坐標正負號的方法。

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　# Toolchange / NC output Variable Formats

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt T 4 t #Tool number

　　fmt T 4 first_tool #First Tool used

　　fmt T 4 next_tool #Next Tool used

　　fmt D 4 tloffno #Diameter Offset number

　　fmt H 4 tlngno #Length Offset number

　　fmt G 4 g_wcs #WCS G address

　　fmt P 4 p_wcs #WCS P address

　　fmt S 4 speed #Spindle Speed

　　fmt M 4 gear #Gear range

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt N 4 n #Sequence number

　　fmt X 2 xabs #X position output (absolute)

　　fmt Y 2 yabs #Y position output (absolute)

　　fmt Z 2 zabs #Z position output (absolute)

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　# Toolchange / NC output Variable Formats

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt T 4 t #Tool number

　　fmt T 4 first_tool #First Tool used

　　fmt T 4 next_tool #Next Tool used

　　fmt D 4 tloffno #Diameter Offset number

　　fmt H 4 tlngno #Length Offset number

　　fmt G 4 g_wcs #WCS G address

　　fmt P 4 p_wcs #WCS P address

　　fmt S 4 speed #Spindle Speed

　　fmt M 4 gear #Gear range

　　# --------------------------------------------------------------------------

　　fmt N 4 n #Sequence number

　　fmt X 2 xabs #X position output (absolute)

　　fmt Z 2 yabs #Y position output (absolute)

　　fmt Y 2 zabs #Z position output (absolute)

　　這是轉換平面的方法即把XY平面轉換成XZ平面。通過以上的修改就能編出了一個臥式加工的后處理，此程序本人已在生產中使用多年，使用效果比較明顯。當然后處理的內容還有很多，比如個性化修改、添加和刪除不需要的代碼、四軸、五軸后處理等等內容，都可以通過此方法進行修改直到滿足生產的需要。

　　六、結束語

　　后置處理文件的編輯和設定，對CAD/CAM軟件來說都是需要的。但是一般在每次生成NC程序后去對程序進行修改，不僅浪費時間，而且容易出錯導致事故。本文就Mastercam軟件針對立臥轉換加工中心臥式加工的后處理文件進行了分析和討論，介紹了其編輯和設定的方法。