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1、第7章 后置处理,平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣和车削加工，其操作结果是生成刀具轨迹（即刀位文件），该文件无法被数控机床识别，须将该文件转化为机床可识别的文件格式。而不同厂商生产的机床硬件条件和数控系统不同。因此，刀具位置源文件需要经过后置处理，将刀具轨迹转化为数控程序，以适合不同机床控制系统的特定要求。这种根据机床参数格式化刀位文件，并生成特定机床可以识别的NC程序的过程称为后置处理。,1,实际生产中，数控机床的类型很多，每种类型的机床都有其独特的硬件性能和要求，比如它可以有垂直或水平的主轴，可以2-5轴联动等。另外，每种机床又受其控制器（controller）的控制，控制器接受刀位文件并
2、指挥刀具的运动或其它的行为（比如冷却液的开关），但控制器也无法接受这种未经处理的刀位文件。因此，刀位文件必须经后处理修改成适合于不同机床/控制器的特定参数。后处理最基本的两个要素就是刀轨数据（Tool Path Data）和后处理器(A Postprocessor)。如图7-1所示。,图7-1 后处理,2,NX软件提供了两种后处理方法：一种是用图形后处理模块GPM（Graphics Postprocessor Module）进行后置处理，另一种是用NX POST后处理器进行后置处理。GPM后处理方法是一种传统的方法，用GPM进行后置处理时，需要使用机床数据文件（MDF），机床数据文件包含对刀具
3、路径进行后置处理时所需的机床数据。 NX POST通过建立与机床控制系统相匹配的两个文件事件处理文件和定义文件，可以轻松完成从简单到任意复杂机床控制系统的后处理，用户甚至可以直接修改这两个文件实现用户特定的信息处理。,3,图形后置处理器（GPM）是一个可执行文件，其名称为GPM.EXE。图形后置处理器可以将机床数据文件转换为特定格式的数控程序，从而控制特定的数控机床进行加工。机床数据文件（Machine Date File，简写MDFA）是一种包括特定数控机床信息和数据程序输出规则等内容的文件，其后缀有两种：MDF和MDFA，其中MDF为二进制文件，MDFA为文本文件，这两类文件都可以用图形后
4、置处理器进行后置处理。图形后置处理器后置处理过程如图7-2所示，首先在加工应用中生成刀具位置源文件（CLSF），并用机床数据文件生成器（MDFC）建立机床数据文件（MDF），然后，进入GPM模块，对刀具位置源文件进行后置处理。GPM和MDF文件相互依赖，GPM必须根据MDF文件中的数据来设置其开关量，同时MDF文件也只能用于GPM进行后置处理，最后利用图形后置处理器对机床数控文件进行处理，输出特定格式的数控程序。,4,7.3.1 NX POST后置处理器简介 NX POST以NX CAM中生成的零件加工刀轨作为输入，输出符合机床控制系统要求的NC代码。与图形后置处理器相比，NX POST可直接
5、从零件的刀具路径中提取路径信息进行后置处理，而不必生成刀具位置源文件，因此使用起来更方便。后置处理过程中，用户可以通过NX POST建立和机床控制系统相关的事件处理文件和事件定义文件，然后通过NX整合在一起，完成简单或任意复杂机床的后处理。NX POST通过与图形后置处理器相似的途径，将产生的刀具路径转换成指定的机床控制系统所能接收的加工指令。有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,5,图7-3 后处理原理图,刀位文件 （CLSF）,图形后置处理器 （GPW Post）,数据程序（NC）,机床数据文件 （MDFA）,6,事件生成器 事件生成器（Event Gener
6、ator）是一个提取零件的刀具路径数据的文件，它能将提取的刀具路径数据作为事件和参数传递给加工输出管理器。每一特定事件在机床运行时将导致一些特别的机床动作，存储在与这个事件相关的参数中的信息用来进一步确定这些特别的机床动作。例如，一个“Linear-Move”事件将导致机床驱动刀具沿直线移动，而具体移动到的位置则由存储在与此事件相关的参数X、Y、Z中的数值来进一步确定。在这个例子中，事件生成器将触发“Linear-Move”事件，并且将代表终点位置的数据装入相应的参数X、Y、Z，然后这些信息传送到MOM去处理。 事件处理器 事件处理器（Event Handler）是描述机床配置的两个文件之一，
7、是为特定机床及其控制系统开发的一套程序。它包含根据机床控制器定义的一系列事件处理指令，这些指令将定义刀轨数据如何被处理，以及每个事件在机床上如何被执行。用来定义事件处理器指令的计算机语言是TCL(Tool command language)，故该文件的扩展名为.tcl。TCL是一种解释型的计算机语言，以其小巧、灵活、功能强大、易于扩展、易于集成而闻名。当UG/Post进行后处理时，TCL语言的解释器充当了UG/Post的转换器。,7,事件定义文件 事件定义文件（Definition File）定义事件处理后输出的数据格式，是包含特定机床静态信息的文件，包括：输出格式、有效字符（X、Y等）及一般
8、机床属性等。该文件的扩展名为.def。 后处理用户界面文件 通过它用户可利用Post Builder 来修改事件处理文件和事件定义文件。 输出文件 在UG/post执行时，即后处理时，用户指定一个文件来存储后处理生成的NC指令，这个指定的文件就是输出文件。输出文件的内容由事件处理器来控制，而输出文件中NC指令的格式由定义文件来控制。,8,7.3.2 NX POST进行后置处理,NX POST进行后置处理的步骤为： 生成工件的刀具路径； 通过后处理构建器Post Builder生成事件管理器文件和定义文件，并将生成的事件管理器文件和定义文件增添到后置处理模板中； 进入NX POST后置处理环境进
9、行后置处理，从而生成可用于指定机床的数控程序。,9,7.4 后置处理构造器,后置处理构造器（Post Builder）是为特定机床和数控系统定制后置处理器的一种工具。它是一个图形界面编辑工具，应用后置处理构造器可以建立两个与特定机床相关的后置处理文件：事件管理器文件（.tcl）和定义文件（.def），同时产生一个.pui文件。 后置处理构造器可以灵活定义NC程序输出的格式和顺序、程序头尾、操作头尾、换刀以及循环等。 目前后置处理构造器可以定义下列的机床的后处理： 3轴机床 3轴车铣 4轴带转台或摆头机床 5轴带双转台或双摆头机床 5轴带一转台一摆头机床 2轴车床,10,7.4.1后置处理构建器
10、简介,1. 进入后置处理构建器 在WINDOWS操作系统中，单击“开始”“程序”“Siemens NX8.0”“加工”“后处理构造器”，即可进入“后置处理构造器”起始对话框，如图7-9所示。,11,图7-9 后置处理构建器对话框,在图7-9对话框中单击图标，弹出如图7-10所示对话框。新建机床后置处理文件时，首先需在对话框的Post Name文本框中输入后置处理文件名称，然后指定后置处理输出的单位并选取机床的类型，设置各选项后，最后单击【OK】，进入图7-12所示的机床后置处理参数设置对话框。 有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,12,图7-10 新建机床后对话
11、框,13,图7-11 机床对话框,14,2. 机床参数设置 如图7-11所示的对话框，即可进行所选机床后置处理参数设置。在对话框的顶排选项中选取机床选项（Machine Tool），显示机床的相关参数。 机床各参数的设置方法说明如下。 （1）Display Machine Tool（显示机床） 单击Display Machine Tool按钮，弹出所选机床类型的结构示意图。如图7-12所示。 （2）General Parameters（通用参数） 在图7-11中选取该选项，可以设置机床各坐标轴的最大行程、机床原点的坐标位置、机床直线移动的最小步距、机床快速移动的最大速度等参数。,15,图7-1
12、2 机床参数示意图,16,3. 程序与刀具路径 （ProgramTool Path） 在图7-11最上部一排选项中，选取程序与刀具路径选项图标，对话框切换为如图7-13所示形式。这里，可设置程序与刀具路径的相关参数。 （1）Program（程序） 在图7-13所示对话框中，可设置与程序相关的参数。如程序的起始顺序、操作的起始顺序、刀具路径（机床控制、刀具运动等）、操作结束顺序、程序结束顺序等。 （2）G Codes（G代码） 单击图7-13中的G Codes选项，对话框切换到G代码设置对话框，可以根据机床控制器，为各种机床运动或加工操作设置G代码。如直线插补运动设置为G01，顺圆弧插补运动设置
13、为G02，快速运动设置为G00等。 （3）M Codes（M代码） 单击图7-13中的M Codes选项，对话框切换到M代码设置对话框，可以设置各种辅助功能代码，如主轴的起停、冷却液的开关、主轴的顺时针旋转或逆时针旋转、刀具的换刀等。对于M代码的分配需根据具体机床的辅助功能进行设置。有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,17,（4）Word Summary（字综合） 该选项用于综合设置数控程序中可能出现的各种代码。如代码的数据类型（文本类型或数值型）、代码符号、整数的位数、是否带小数及小数位数等。 （5）Word Sequencing（字顺序） 该选项设置程序段中
14、各代码的顺序。如设置每一程序语句中的G代码、辅助代码、各坐标轴的坐标值等参数的顺序。 （6）Custom Command（用户命令） 该选项用于自定义后置处理命令。,18,图7-14 机床后置处理参数设置对话框,19,NC数据定义 在图7-11最上部一排选项中，选取“NC数据定义（NC Data Definitions）”选项图标，系统弹出如图7-14所示对话框，可定义相关NC数据。 （1）BLOCK （块） 该选项定义各种代码和操作的程序块。例如，辅助功能应包括哪些字符，循环钻孔应包括哪些代码和字符等。 （2）WORD（字） 该选项定义数控程序中可能出现的各种代码及其格式。例如，坐标轴代码、
15、准备功能代码、进给量代码、刀具代码等分别采用哪个字符表示，以及它们的格式等。 （3）FORMAT（格式） 该选项定义数控程序中可能出现的各种数据格式。如坐标值、准备功能代码、进给量、主轴转速等参数的数据格式。 （4）Other Data Elements（其它数据元素） 该选项定义其他数据，如程序序号的起始值、增量以及跳过程序段的首字符等。,20,图7-15 机床后置处理参数设置对话框,21,5. Output Settings（输出设定） 在图7-11最上部一排选项中，选取Output Settings图标，系统弹出如图7-15所示的对话框，可控制列表文件是否输出和输入内容以及其它控制内容。
16、 （1）Listing File （列表文件） 输出项目有X，Y，Z坐标值，第四、第五轴角度值，还有转速和进给。可以定义打印页的长、宽及文件的后缀。 （2）Other Options（其它选择） “确定”按钮Output Warning Message（输出错误信息），该选项设置设置为ON，后置处理时输出错误信息log文件。 Display Verbose Error Message（显示错误信息），该选项设置设置为ON，后置处理时显示错误信息。 Source Users Tcl file（源用户Tcl 文件），选择一个Tcl 源文件。 Generate Virtual N/C Control
17、ler (VMC)（产生虚拟控制器），该选项设置设置为ON，用于集成仿真与校验（ISV），系统会另外产生一个*_vnc.tcl文件。,22,图7-16 机床后置处理参数设置对话框,23,24,（3）Post File Proview（文件预览） 在图7-11最上部一排选项中，选取Post File Preview图标，系统弹出如图7-17所示的对话框，可以在后处理文件在保存之前浏览定义文件和事件处理文件。上面的窗口为改动后最新内容，下面的窗口为旧内容。,25,7.5 定制后处理,7.5.1 UG/Post的开发方法 UG/Post的开发，其核心是TCL语言的运用。TCL是一种解释型的计算机语言
18、，由John K. Ousterhout于加洲大学伯克利分校开发成功，目前由SUN微系统公司提供支持和维护。TCL是一款自由软件，并且它可支持Unigraphics NX当前支持的所有平台。虽然本质上都是使用TCL语言，但具体实现上却有两种途经：PostBuilder和手工编程 PostBuilder是UG系统为用户提供的后处理器开发工具。使用它用户只需要根据自己机床的特点，在GUI环境下进行一系列的设置即可完成后处理器的开发。值得一提是，使用PostBuilder不仅生成事件处理器文件(*.tcl)、定义文件(*.def)，还生成一个特别的文件(*.pui)。这个文件是专供PostBuild
19、er使用的，记录着关闭PostBuilder时的配置，对后处理器来说，这个文件是多余的。关于 PostBuilder的更多信息可参见UG帮助文档。 手工开发后处理器，就是直接用TCL语言编写事件处理器文件(*.tcl)和定义文件(*.def)。这要求用户具有TCL语言的基本知识，同时，还要了解UG对TCL语言的扩展部分。虽然手工开发后处理器对用户技能要求较高，但手工开发灵活、方便，开发的后处理器精炼、易懂、执行效率高。有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,26,7.5.2 TCL语言简介,TCL（Tool Command Language）即脚本命令语言，它是一种
20、易学易用易于扩展的脚本语言，主要用于发布命令给一些交互程序如文本编辑器、调试器和shell，它有一个简单的语法和很强可扩充性，可以创建新的过程以增强其内建命令的能力。其次，它由作为基本命令解释器嵌入到工具(比如编辑器、调试器等)中的一个库包组成，可以被嵌入应用程序。这个库提供了一个分析器，一组内置的实用命令和一个C接口，其中，分析器用于执行内部命令的例程和可以使之扩充（定义新的过程）的库函数，这个库还实现了提供通用的编程构造的一组内置命令，比如变量、列表、表达式、条件、循环和过程。单个的应用程序可以用特定于应用的命令来扩展基本的 TCL 语言；工具通过C接口用特定于工具的命令增加内置命令。TC
21、L在与窗口组件库整合的时候特别有吸引力，它通过提供变量、过程、表达式等机制增进了组件的可编程性并允许用户修改编程组件的外观和动作并且它在交互式程序之间提供一个简单但强力的通信机制。,27,7.5.2 TCL语言简介,TCL 语言有三个特色： （1）语法简单，容易上手； （2）TCL用来执行与控制系统相关的程序，TCL具备足够的程序化能力与存取档案、程序及网络的功能，供组装既有软件组件以建立符合需求的新工具。 （3）可内嵌到应用程序中，让软件使用者透过程序员提供的高阶 TCL 指令，自订应用程序的行为。 除了上述三个主要特色外，下面几点也是 TCL 语言成功的原因： 跨平台，可在各种系统 (UN
22、IX、Windows、Macintosh 等) 执行 TCL 程序 强大的字符串处理能力，协助程序员使用表示式的规则或样式，用来搜寻、比对、粹取或是取代符合样式的复杂字符串。 可用 C 语言开发 TCL Extension Library，扩充 TCL 的指令与能力。 总结来说，TCL 语言就像是一瓶胶水一般，只要收集可运用的应用程序与 TCL Package，在这些接口上涂涂抹抹，写个简单的 TCL Script (TCL 指令的集合)，在短暂的时间内就可组装出一个新工具来。,28,7.5.3 TCL语法简介,1基本语法 TCL语言的语法实际上是一些TCL解释器怎样对TCL命令进行分析的规则
23、的集合，TCL 的基本语法类似于 UNIX shell：命令由用空格或 TAB 分隔的一个或多个字段组成。第一个字段是命令的名字，它可以是内置命令、特定于应用的命令、或者是由一系列的 TCL命令组成的过程。在第一个单词后面的字段都作为参数传递给命令。 （1）注释 关于TCL的注释有一个特殊的要求：必须出现在TCL解释器期望命令的第一个字符出现的地方，才被当作注释。 例如： set a 1 # Not a comment set b 2 ; # this is a comment 第一个例子中#及其后面的内容会被当作set 的参数而非注释从而导致参数个数错误；但第二个被解释为注释，因为#前面有一
24、个分号，而分号和换行一样被看作是命令的分隔符。 （2）eval命令 eval命令是一个用来构造和执行TCL脚本的命令，其语法为：,29,eval arg arg . 它可以接收一个或多个参数，然后把所有的参数以空格隔开组合到一起成为一个脚本，然后对这个脚本进行求值。 （3）source命令 source命令读一个文件并把这个文件的内容作为一个脚本进行求值。例如： source e:/tcl# 注意！变量名称是 PI*2 puts $PI*2 set PI TCL 的 set 指令除了有设定变量值的用途外，也可以用来取出变量的内容，如上列程序最后一行使用 set 指令取出 PI的值 (注意！这边
25、不用在变量名称前加上 $ 符号)。 （2）unset 指令用来删除一个或多个变量，来释放内存空间： unset x y PI,38,TCL变量 TCL只支持一种数据类型：字符串（string）。所有的命令，命令的所有的参数，命令的结果，所有的变量都是字符串。TCL变量根据其结构的复杂程度分为“简单变量”和“数组变量”两类。 1简单变量 一个TCL的简单变量包含两个部分：名字和值，其中名字和值都可以是任意字符串。不过为了更好的使用变量置换功能，变量名最好按CC+语言中标识符的命名规则命名。这是因为TCL解释器在分析一个变量置换时，只把从符号往后直到第一个不是字母、数字或下划线的字符之间的单词符号
26、作为要被置换的变量的名字。例如: set a 2 set a.1 5 set b $a.1 在最后一个命令行，我们希望把变量a.1的值付给b，但是TCL解释器在分析时只把$符号之后直到第一个不是字母、数字或下划线的字符(这里是.)之间的单词符号(这里是a)当作要被置换的变量的名字，所以TCL解释器把a置换成2,然后把字符串“2.1”付给变量b。这显然与我们的初衷不同。当然，如果变量名中有不是字母、数字或下划线的字符又要用变量置换，可以用花括号把变量名括起来。例如：,39,set b $a.1 2数组变量 数组是一些元素的集合。TCL的数组和一般编程语言中的数组有很大的区别。在TCL中，不能单独
27、声明一个数组，数组只能和数组元素一起声明。数组中数组元素的名字包含两部分：数组名和数组中元素的名字，TCL中数组元素的名字（下标）可以为任何字符串。 例如： set day(Monday) 1 set day(Tuesday) 2 第一个命令生成一个名为day的数组，同时在数组中生成一个名为Monday的数组元素，并把值置为1，第二个命令生成一个名为Tuesday的数组元素，并把值置为2。 在数组元素的置换中，除了有括号之外，数组元素的置换和简单变量类似。例如：,40,set a Monday set day(Monday) 1 set b $day(Monday) /b的值为1，即day(M
28、onday)的值。 set c $day($a) /c的值为1，即day(Monday)的值。 3相关指令 （1）set 指令：TCL 的变量可以随时建立不用事先宣告，变量名称的取法也没有任何限制，所以可以使用任何字符来为变量命名，甚至变量名和指令名称相同也没问题。使用时只有一点要注意的就是 TCL 是大小写有区别的语言。通常，我们以 set 指令来设定变量值： set x 5 set y 6 set PI 3.14 set PI*2 6.28 ;# 注意！变量名称是 PI*2 puts $PI*2 set PI TCL 的 set 指令除了有设定变量值的用途外，也可以用来取出变量的内容，如上
29、列程序最后一行使用 set 指令取出 PI的值 (注意！这边不用在变量名称前加上 $ 符号)。 （2）unset 指令用来删除一个或多个变量，来释放内存空间： unset x y PI,41,7.5.5 数据型态 TCL 语言的基本数据型态有：string、list、array、handle（不经常使用，不作介绍）。 1string 字符串数据型态 字符串是 TCL 语言最基本的数据型态，常见的字符串处理指令有：string、append、format、scan 以及 binary。 （1）string指令 语法：string subcmd arg arg. string命令具有强大的操作字符
30、串的功能，并通过其中的subcmd来区别具体将要执行的string操作。他们中的一些如下： string length string：传回字符串的字符数 string range string i j：取出string字符串中从i到j位置的字符 string index string charIndex：传回index位置所在的字符 string tolower string first last：将所定义的字符串范围中之字符转换为小写字符 string replace string first last newstring：以空字符串或 newstring取代指定范围的字符串有缘学习更多+谓
31、ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,42,string equal -nocase -length int string1 string2：比较string1和string2的内容，若相同传回1，否则传回0 string match -nocase pattern string：如果pattern 匹配string,那么返回1，否则返回0 string compare -nocase -length int string1 string2：如果有 -length 参数，那么只比较前 int 个字符 string first string1 string2 startindex：
32、在string2 中从头查找与string1匹配的字符序列，如果找到，那么就返回匹配的第一个字母所在的位置(0-based)。如果没有找到，那么返回-1 string trim string chars 返回值为：从string字符串的首尾删除掉了字符集合chars中的字符后的字符串。如果没有给出chars，那么将删除掉spaces、tabs、newlines、carriage returns这些字符,43,（2）append指令 append 指令用来将新的项目附加到指定变量的内容后。 例： % set foo rick rick % append foo i love you rickil
33、oveyou （3）format指令 与C语言中的printf十分相似的指令，format指令依据指定的格式将字符串格式化。 format spec value1 value2 （4）scan指令 与C语言中的scanf十分相似的指令，scan指令依据指定的格式化条件剖析字符串并将结果放入变量中。 scan string format ?varName? ?varName? （5）binary指令 binary format template value ?value .? binary scan value template variable ?variable ? binary指令比较复杂
34、，只需看几个 binary 指令常用的用法即可 使用 c 为模板(template)，将数值 97 格式化为 ASCII字符： % binary format c 97 =a 使用 c 为模板(template)，将字符 6 的 ASCII 值读进 var1 变数中： % set input 6 % binary scan $input c var1 % set var1 = 54,44,2list串行数据型态 list这个概念在TCL中是用来表示集合的。TCL中list是由一堆元素组成的有序集合，list可以嵌套定义，list每个元素可以是任意字符串，也可以是list。TCL提供了很多基本命
35、令对list进行操作： （1）list指令 语法：list value value.：这个命令生成一个list，list的元素就是所有的value。 （2）concat指令 语法：concat list list.：这个命令把多个list合成一个list。 （3）llength指令 语法：llength list：返回list的元素个数。 （4）lindex指令 语法：lindex list index：返回list的第index个(0-based)元素。 （5）lrange指令 语法：lrange list first last：返回list的第first (0-based)到第last (
36、0-based)元素组成的串，如果last的值是end，就是从第first个直到串的最后。 （6）linsert指令 语法：linsert list index value value.?：返回一个新串，新串是把所有的value参数值插入list的第index个(0-based)元素之前得到。 （7）lappend指令 语法：lappend varname value value.?：把每个value的值作为一个元素附加到变量varname后面，并返回变量的新值，如果varname不存在，就生成这个变量。有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,45,（12）spli
37、t指令 语法：split string splitChars：把字符串string按分隔符splitChars分成一个个单词，返回由这些单词组成的串。如果splitChars 是一个空字符，string被按字符分开。如果splitChars没有给出，以空格为分隔符。 3Array 数组数据型态 在TCL中的Array数组是以字符串作为索引数组，在 TCL 语言中举足轻重，许多数据结构都是以数组为基础设计而成。其基本指令如下： array exists arr：判断 arr 是否为一个数组。传回 1 代表是数组。 array get arr ?pattern?：将 arr 的索引及元素值交错建立
38、成一个 list 后传回。 array names arr ?mode? ?pattern?：传回 arr 的索引list。 array set arr list：根据list的内容建构一个数组。 array size arr：传回 arr 的大小。 array unset arr ?pattern?：释放符合样式的数组元素。如果没有指定样式，则会释放整个数组。 array startsearch arr：起始数组的搜寻功能，并传回一个标记(token id)。 array nextelement arr id：在数组token-id所标记的搜寻中，将下一个元素的索引传回，没有元素时传回空字符
39、串。 array anymore arr id：检查数组token-id所标记的搜寻中，是否还有元素可取用，还有元素传回1，否则传回0。 array donesearch arr id：结束 id 所识别的搜寻。 array statistics arr：传回arr数组杂凑表(hash table)的统计表。有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）,46,本章介绍了NX软件提供了两种后处理方法：即图形后处理模块GPM和NX POST后处理器。详细说明NX POST后处理工作流程。利用事件生成器、加工输出管理器、事件管理器和输出管理器，输出特定文件的格式。最后介绍后置处理构建器的方法、步骤，包括机床参数、程序/刀具路径、NC数据定义和输出设置等，并以实例说明后置处理构建器的使用过程。,47,谢谢！,48,