Постпроцессор для чпу что это
Предназначение постпроцессора для станка ЧПУ
Каким образом станок с ЧПУ выполняет передаваемые ему команды? Какой узел оборудования отвечает за это? Ответив на эти вопросы, можно успешно создавать основу для программирования станков и эксплуатировать их с высокой отдачей.
Что такое постпроцессор для ЧПУ? Для чего он предназначен? Главных понятий, которыми мы оперируем, два: управляющей траектории (пути инструмента, определяемого геометрией деталей) и управляющей программы, передающейся на модуль станка (технологические команды представлены на языке программирования и обуславливают перемещения на данном станке).
Под постпроцессором для станка с ЧПУ подразумевается модуль, преобразующий совокупность данных, содержащихся в управляющей траектории, и представляя их в виде управляющей программы.
Зачем нужен этот модуль
Постпроцессоры, по сути, – трансляторы, способные преобразовать информацию в другой формат. Воспринимать их в качестве простого конвертора – ошибочный подход. У этих устройств доминирует технологическая логика, предусматривающая многие специальные функции.
Программный модуль, работая над созданием управляющей программы для станка, учитывает и кинематику. Это понятие обобщает различные движения: вращательное, прямолинейное поступательное и перемещения стола вдоль оси шпинделя.
Обработка деталей на станке предусматривает координатные перемещения. Они передаются, соответственно технологическим командам, посредством языка программирования. Технологи-программисты, создавая программный модуль, используют CAM-систему. В сгенерированном нею файле содержатся данные про инструменты, траектории их движения, режимы резки и многие другие параметры. После их анализа программным модулем, формируется управляющая программа для определенного станочного парка.
Разновидности программных модулей
Различают два типа постпроцессоров:
Достоинство внешнего постпроцессора в том, что его единожды надо настроить для конкретного станка и он для разных систем один. Поэтому он имеет невысокую стоимость. Есть и недостаток – возникают проблемы во время перенастройки. Порой такой модуль приходит к заказчику в закрытом виде и его редактирование невозможно. Но и приходящие в открытом имеют для настройки не очень большие возможности. Особенно усложнена его настройка в случае, когда речь идёт о 5-осевых станках и больших обрабатывающих центрах.
Главное преимущество встроенного постпроцессора – ему доступны многие важные параметры и переменные (в случае с вариантом внешнего постпроцессора, к ним нет доступа). Вводится совокупность данных про инструменты или операции предстоящей обработки.
Имея информацию про номер патрона, материал фрезы, для модуля несложно различать технологические операции, выполняя движения по подводу и отводу инструмента, врезанию в толщу материала. В случае необходимости, он способен пользоваться корпоративной базой данных и системой PDM, чтобы их применять в ходе технологического процесса, генерируя множество сложных программ по обработке – с числом операций, превышающим 20.
Используя настройку станка
Чтобы было удобно настроить постпроцессор на конкретный станок, он условно разделен на составные:
Очень сложная структура шаблона, побуждает при его разработке пользоваться специальным редактором (генератор постпроцессоров), что несколько облегчает и ускоряет работу. Задача разработчиков – выбрать тип станка, ввести опции и нужные параметры, и с их помощью сгенерировать модуль. Таким образом, можно создать новый и модифицировать старый постпроцессор.
Иногда выполняют компиляцию, чтобы защитить его от редактирования, зачастую производится лицензирование модуля. Спецредактор служит для реализации других функций, ускоряющих разработку программного модуля.
ВАЖНО! Постпроцессоры в составе CAM-систем – важная и неотъемлемая часть. Без них они теряют всякий смысл.
Советы для работающих в этом направлении
Написание постпроцессоров для разных станков с числовым программным управлением, особой сложности не представляет. Некоторые советы для тех, кто работает в этом направлении:
ВАЖНО! Нельзя создать постпроцессор, который идеально подойдет к двум одинаковым станкам на разных предприятиях. Но перенастроить его, учитывая технологические особенности, реально.
Для старых систем есть выход
Общепризнанно, что многие из управляющих программ – написанное, благодаря использованию CAM систем, и это весьма удобно. Снижаются затраты времени на их разработку, детали обрабатываются с высокой точностью методом высокоскоростного фрезерования на современных станках.
А что делать, если в техническом парке эксплуатируются станки лишь старых моделей? Их используют для работы с простыми деталями, тогда как на новом оборудовании выпускают с высокой точностью детали большей сложности.
В подобных случаях есть единственно правильный выход – прибегнуть к созданию собственного программного модуля.
На сегодня известно несколько способов создания постпроцессора:
На специализированных сайтах сейчас создано солидную по объёму библиотеку готовых постпроцессоров. Используя их как шаблоны, можно приступать к написанию новых.
Ориентир – на Техкарту
Разделы в постпроцессоре – разного функционала: Program code, с указанием используемых кодов; Controller format, определяющий форматы контроллеров и Machine format – отвечающий за кинематику станка. Всё это, в конечном итоге, отображается в Техкарте.
Трех- координатный станок, имеющий старые системы управления, порой не способен одновременно выполнять перемещение по всем трем координатам.
Бывают производственные ситуации, когда необходимо перемещаться вдоль трех координатных осей. Например, инструмент должен сначала углубиться в материал, а затем перемещаться по остальным координатам. В случае ускоренного перемещения, установив удобные правила деления, включают опцию разбиения обрабатываемого участка.
Обратим внимание на круговую интерполяцию, то есть движение инструмента по дуговой траектории. Оказывается, существует 6 способов выведения кода. Часть из них – абсолютные координаты трех векторов. Важно знать длину отрезка, соединяющего центр с началом дуги; оперировать величиной радиуса; и уметь выполнить разбивку на ряд линейных участков.
Модуль Drill Cycle связан с циклами сверления. Две абсолютно одинаковые стойки могут использовать различные варианты параметров и разную их запись. Некоторые из них, приемлемые в случае со старыми системами ЧПУ, в современных не включены. Здесь необходимо редактирование, чтобы параметры были адаптированы для выбранных систем.
Завершение работы с Техкартой, ознаменует соответствие постпроцессора всем требованиям. Останется всю совокупность выводимых данных о станке связать с его кинематикой. В главном меню есть функции дополнительного плана и дублирующие функционал Техкарты. Они включают:
Заключение
У опытного программиста-технолога на качественную разработку постпроцессора – программного модуля, преобразующего данные в управляющую программу, – уходит половина дня или чуть больше. Менее опытный человек потратит на это два или три рабочих дня. Ведь учитывается материал, вид работы, каждая координатная ось, вдоль которой движется рабочий стол станка.
Если оборудование в ближайшее время заменять не собираются, написание постпроцессора для него окупит себя. В выигрыше будет самое главное – экономия времени. Станок, имеющий числовое и программное управление, используя один постпроцессор, будет работать с CAM системами разного типа.
Как написать постпроцессор к станку с ЧПУ?
Современные постпроцессоры для станков с числовым программным управлением позволяют решить несколько важных задач одновременно — эксплуатировать их наиболее эффективно и полностью автоматизировать процесс. Далее попробуем ответить на основные вопросы, возникающие у новичка при изучении этой темы, а также разберемся в процессе разработки и настройки программных модулей.
Что такое постпроцессоры для станков с ЧПУ?
Постпроцессор — это скрипт, который позволяет транслировать информацию в другом формате. Он преобразовывает данные о перемещении инструмента, форме его деталей и технологии обработки в более понятный код для определенной модели оборудования, функционирующего на основе ЧПУ. Технологические команды зашифрованы на языке программирования, что позволяет осуществлять перемещения на конкретном станке. Но постпроцессор — это не простой универсальный конвертор, а индивидуальная программа для каждого станка. Экономить на этапе его разработки не стоит, так как это может обернуться изготовлением бракованных изделий и в конечном итоге привести к поломке всего устройства.
Зачем нужен этот модуль?
Преобразованный файл, содержащий информацию о траектории движения и угле поворота инструмента и технологические команды, называют CLDATA-файлом. Далее в работу вступает постпроцессор, задача которого – транслировать в программу обработки конкретного станка. Такие современные технологии существенно облегчают работу программистов — им необходимо лишь выбрать модуль, соответствующий устройству, а тот возьмет на себя всю дальнейшую работу.
Постпроцессор при создании управляющей программы для станка учитывает кинематику. Обработка деталей предполагает перемещение по координатам, которые обеспечиваются технологическими командами с помощью языка программирования. При производстве подобных скриптов используют CAM-систему.
Основная функция постпроцессора — перекодирование информации из CLDATA-формата в управляющую программу станка. Подобный модуль — это промежуточное звено между CAM-cистемой и устройством.
Разновидности постпроцессоров
Выделяют две разновидности постпроцессоров. Перечислим их:
Теперь о достоинствах и недостатках каждого постпроцессора. Несомненное преимущество внешнего в том, что он требует настройки всего один раз. Еще один плюс — это то, что в таком случае используется один модуль для всех систем. Благодаря вышеперечисленным характеристикам внешний постпроцессор отличается доступной стоимостью. Но есть и существенный минус — это сложности в перенастройке. Часто внешний постпроцессор достается заказчику в закрытом виде, что делает невозможным редактирование его настроек. Но даже открытый вариант не отличают широкие возможности для изменения функционала.
Если говорить о достоинствах встроенного постпроцессора, то можно выделить основное — этому модулю доступны многие важные параметры и переменные, чего не скажешь о первом варианте. Технологу просто необходимо ввести данные об инструменте или о процессе. При необходимости подобный модуль может использовать корпоративную базу данных и систему PDM, успешно применяя их в процессе технологической обработки. При этом постпроцессор способен одновременно сгенерировать несколько сложных программ и операций.
Как написать постпроцессор для станка с ЧПУ?
Для правильного преобразования информации о геометрических перемещениях, форме деталей и способе обработки в понятный программный код постпроцессор для станка с ЧПУ требует грамотного написания. Экономить на этом не стоит во избежание негативных последствий. Процесс написания постпроцессора состоит из нескольких этапов:
Формирование ТЗ
На этом этапе для программиста формируется подробный план действий для дальнейшей настройки постпроцессора. Техническое задание в обязательном порядке должно содержать следующие пункты:
Обратите внимание! Для написания постпроцессора для станка с ЧПУ рекомендуем обратиться к профессиональным специализирующимся компаниям. Только опытные программисты-технологи смогут создать оптимальный модуль, подходящий под конкретное устройство. Это позволит своевременно запустить оборудование и снизить риски производства бракованных изделий и поломок.
Написание текста будущего постпроцессора
Специалисты могут в дистанционном режиме написать текст и разработать постпроцессор на имеющееся оборудование. Главное — правильно составить техническое задание. В текст программы будет выводиться вся необходимая информация с учетом особенностей работы ЧПУ и кинематики устройства:
Процесс написания постпроцессора заключается в создании в модуле паспорта станка, файла макрокоманд, макета кадра и файла алгоритмов.
Калибровка
Каждый постпроцессор настраивается для определенного станка с ЧПУ. В этом процессе важно учесть особенности кинематики оборудования: количество осей, геометрическое расположение рабочей зоны, функции контроля координат, способности устройства по выполнению измерений, наличие опции 3D-коррекции.
Постпроцессор — это уникальный программный продукт для каждого устройства. Но для достижения безотказной и отлаженной работы управляющей программы требуется его калибровка. Такая диагностика позволяет своевременно выявить ошибки в настройке управляющей программы и предотвратить последующую некорректную работу. Калибровка производится до того момента, пока все дефекты не будут устранены.
Проверка управляющей программы гарантирует контроль столкновений узлов станка с элементами оснастки, а также предельных значений перемещений по осям.
Испытание на станке
После того как калибровка постпроцессора завершена, можно приступить к следующему этапу настройки. Это испытания на станке с ЧПУ. Подтверждением корректной настройки постпроцессора станет получение качественного тестового образца детали, который соответствует всем заданным параметрам. Если при пробных испытаниях были выявлены неточности в полученных образцах, специалистам придется вернуться к предыдущему этапу настройки.
Работу постпроцессора оценить очень просто — если полученное программное обеспечение не требует ручного вмешательства, правки и доводки, значит все функционирует правильно. Это главный принцип, на который стоит обратить внимание, так как в противном случае можно получить на выходе некачественные изделия. Самый худший исход — поломка самого станка с ЧПУ.
По окончании отладки постпроцессора сторонами подписывается акт выполненных работ о принятии, после чего он передается заказчику для дальнейшей эксплуатации.
Формирование подробной инструкции к применению
Специалисты, которые занимаются настройкой постпроцессоров для станков с ЧПУ, имеют многолетний опыт и разбираются во всех тонкостях процесса. В результате заказчик получает настроенный постпроцессор, который отвечает всем требованиям технического задания. Но для дальнейшей корректной работы каждому пользователю должна быть предоставлена инструкция с подробным поэтапным описанием каждого шага. Следование рекомендациям позволит избежать неполадок в управляющей программе и выхода оборудования из строя.
Поддержка и сопровождение в процессе обслуживания
На любой настроенный постпроцессор распространяется гарантия. В течение этого срока специалисты компании, которая ранее оказывала услуги, обеспечивают техническую поддержку и сопровождают процесс обслуживания. Это существенно снижает риски поломки станка и сбоя в работе управляющей программы. Таким образом, обращение в специализированную компанию для написания постпроцессора — это оптимальный вариант, который позволит сэкономить время на запуске оборудования. Помимо этого заказчик по первому требованию в течение гарантийного срока сможет получать консультации как дистанционно, так и на производстве.
На что обратить внимание при разработке постпроцессоров для станков с ЧПУ: советы специалистов
Конечно, обращение к специалистам при написании постпроцессора — лучший выход. Но существует вариант устранения проблемы собственными силами. Приведем рекомендации специалистов для тех, кто решился на самостоятельное написание:
Таким образом, постпроцессор к станку с ЧПУ — это реальная возможность автоматизировать процесс, а также интегрировать его с другими системами предприятия. При этом правильное написание управляющей программы позволит наиболее быстро обеспечить ввод оборудования для производства продукции.
Постпроцессор
Исходной информацией для получения программы обработки на станке с ЧПУ является геометрия детали определенная на проектно-конструкторском этапе. Затем при создании управляющей программы технолог-программист пользуется CAM-системой. Система генерирует файл, содержащий информацию о положении, траектории инструмента, режимы резания и другие технологические параметры. Далее вступает в работу постпроцессор, который обрабатывает эти данные и формирует управляющую программу для определенного станка.
В самом простом представлении, постпроцессор это транслятор, преобразующий данные из одного формата в другой. Постпроцессор обычно не интерактивен и действительно работает в режиме транслятора. Но не стоит воспринимать постпроцессор как обычный конвертор. Постпроцессор всегда наполнен технологической логикой и множеством специальных функций.
Постпроцессоры бывают нескольких типов:
Внешний постпроцессор получает на вход промежуточный файл CL-DATA и работает только с ним. Файл CL-DATA выдается CAM-системой через специальную команду экспорта управляющей траектории. Таким образом работа внешнего постпроцессора автономна, и вообще не привязана к CAM-системе.
Индивидуальный постпроцессор разрабатывается самым старым способом создания постпроцессоров, когда с помощью специальных алгоритмических языков программистом (именно программистом, а не технологом-программистом) пишется постпроцессор для определенного станка, способ очень долгий, дорогой и не гибкий, но иногда единственный. Изменения в таком постпроцессоре может сделать только сам автор-разработчик.
Постпроцессоры станков с ЧПУ
Продолжаем публикацию выдержек из книги Ловыгина А.А., Васильева А.В. и Кривцова С.Ю.: сегодня информация о постпроцессорах для станков с ЧПУ и способах передачи управляющей программы на станок.
Для того чтобы абстрагироваться от большого разнообразия станков, систем ЧПУ и языков программирования обработки, САМ система генерирует промежуточный файл, содержащий информацию о траектории, угле поворота инструмента (в случае многокоординатной обработки) и обобщенные команды управления станком Обычно этот промежуточный файл называется CL-файлом (Cutter Location) или CLDATA-файлом.
Далее в работу вступает постпроцессор. Он преобразует этот промежуточный файл в программу обработки в строгом соответствии с форматом программирования конкретного станка с ЧПУ.
Такая технология позволяет программисту во время проектирования обработки в CAD/CAM системе не задумываться о том, на какой конкретно станок попадет УП и каков будет ее формат. Ему необходимо лишь выбрать постпроцессор, соответствующий определенному станку с ЧПУ. и тот возьмет на себя всю работу по созданию программы обработки определенного формата.
Откуда же взялась идея постпроцессирования, и почему до сих пор в этой области существуют проблемы? По идее, разработчики станков и систем ЧПУ должны соблюдать стандарты Ассоциации электронной промышленности (EIA) и Международной организации стандартизации (ISO). То есть одинаковые G коды на разных станках с ЧПУ должны выполнять одну и ту же функцию. В принципе эти стандарты соблюдаются, но только для основных команд станка, например, для включения СОЖ, линейной и круговой интерполяции.
Когда появились первые САМ системы, то для работы с конкретным станком с ЧПУ разрабатывался индивидуальный постпроцессор, который представлял собой исполняемый файл. Индивидуальный постпроцессор мог быть создан только опытным программистом (именно программистом, а не технологом-программистом), путем длительного общения со станочником для выяснения всех нюансов работы с определенным станком. После этого проходили испытания и доводка индивидуального постпроцессора “до ума”. В результате постпроцессор выполнял свои функции, но процесс его создания был очень долгим, мучительным и дорогим. Изменения в таком постпроцессоре мог сделать только сам автор-разработчик.
Текстовый файл написан на специальном макроязыке, который может быть изменен в случае необходимости самим технологом- программистом в любом текстовом редакторе. Вносить какие-либо изменения в исполняемый файл не требуется. Как правило, с CAD/CAM системой поставляется набор таких текстовых файлов, которые описывают правила для преобразования промежуточных файлов в программу обработки для нескольких десятков различных станков и систем ЧПУ. В данном случае постпроцессором можно смело называть именно текстовый файл. Исполняемый же файл является модулем САМ системы и работает незаметно для пользователя. В некоторых САМ системах присутствует и третий файл необходимый для постпроцессирования. Этот файл так же является текстовым. Он предназначен для ввода дополнительных условий и передачи специальной информации в управляющую программу.
К сожалению, разработчики CAD/CAM систем не придерживаются единого стандарта для формирования промежуточных CL-файлов. В результате, текстовый файл с описанием алгоритмов преобразования (постпроцессор) одной САМ системы будет абсолютно бесполезен для использования внутри другой САМ системы. Для разработки даже такого текстового пост¬процессора “с нуля” необходимы глубокие знания самой системы и принципов преобразования исходных данных. Поэтому пользователю предоставляют набор базовых постпроцессоров с редактируемыми переменными. Работая с этими переменными, пользователь может самостоятельно настроить пост¬процессор для имеющегося станка.
Сегодня наиболее эффективным и простым решением проблем постпроцессирования на предприятии является использование универсального постпроцессора. Универсальные постпроцессоры, позволяют работать со многими известными CAD/CAM системами и одновременно не зависеть от них. Дело в том, что в отличие от классических постпроцессоров, которые работают с промежуточным файлом только “родной” системы, универсальные постпроцессоры способны “перерабатывать” CL-файлы разных САМ систем. Прибавьте сюда продвинутый интуитивно-понятный графический интерфейс, позволяющий строить наглядную кинематическую схему станка и задавать типовые параметры системы ЧПУ, и вы получите мощное и универсальное средство для решения проблем совместимости любого оборудования с любой CAD/CAM системой.
Как оценить результаты работы постпроцессора? Очень просто. Если полученная программа не требует ручной правки и доводки, значит, пост¬процессор работает правильно. Это главный принцип. Хороший постпроцессор способен сформировать УП с учетом максимальных возможностей станка с ЧПУ и CAD/CAM системы и должен грамотно работать с постоянными циклами. К примеру, если система ЧПУ станка поддерживает винтовую интерполяцию, то желательно, чтобы постпроцессор не заменял ее множеством линейных перемещений. Естественно, что программа обработки не должна содержать лишних кодов и координат.
Как передать программу на станок с ЧПУ
Итак, программа обработки готова. После постпроцессирования CAD/CAM система открывает файл УП в специальном редакторе или в стандартном “Блокноте” операционной системы Windows. Многие системы поставляются со специальными редакторами УП, которые являются простым и удобным инструментом для правки и передачи программ на станок.
В большинстве случаев связь осуществляется в соответствии со стандартом RS-232. При этом COM-порт персонального компьютера соединяется кабелем со специальным разъемом на корпусе станка или панели УЧПУ. Для передачи данных необходимо, чтобы УЧПУ станка и коммуникационная программа были синхронизированы. Это достигается соответствующей настройкой параметров СЧПУ и коммуникационной программы. Например, если значение для стоповых битов (stop bits) системы ЧПУ станка равно двум, то такое же значение должно находится и в соответствующем параметре коммуникационной программы.
Для передачи УП, размер которых превышает размер свободной памяти СЧПУ, используется режим DNC. В этом режиме программа обработки не записывается в память системы ЧПУ, а выполняется прямо с компьютера. Система ЧПУ имеет (или создает в памяти) специальный программный буфер, в который приходит часть программы. Как только этот буфер заполняется, система посылает сигнал на компьютер, чтобы тот прекратил передавать данные. В это время СЧПУ станка выполняет кадры УП, находящиеся в буфере. Когда буфер освобождается, система ЧПУ посылает новый сигнал на ПК, который разрешает дальнейшую передачу данных. Этот процесс продолжается до полного выполнения УП. Для работы в режиме DNC необходимо, чтобы СЧПУ станка было соответствующим образом подготовлено производителем, а на персональном компьютере находилась коммуникационная программа с поддержкой этого режима.
Рассмотренный способ передачи данных не является единственным. Многие отечественные предприятия до сих пор используют перфораторы в качестве основного прибора для загрузки программ обработки. Некоторые станки с ЧПУ снабжены встроенным дисководом или умеют читать информацию с флэш-карт.