可重構(gòu)制造系統(tǒng)

ReconfigurableManufacturingSystem以重排、重復(fù)利用、革新組元或子系統(tǒng)的方式，快速調(diào)整制造過系統(tǒng)。，ReconfigurableManufacturingSystem）是指為能適應(yīng)市場的需求變化，按系統(tǒng)規(guī)劃的要求，以重排、重復(fù)利用、一條可重構(gòu)制造系統(tǒng)相當(dāng)于幾條傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)。1發(fā)展現(xiàn)狀概述可重構(gòu)制造系統(tǒng)是繼承20年代的自動(dòng)化流水線、50年代的NC60年代的FMS和80年代的CIMS之后，由國外一目的在于：大大縮短適應(yīng)產(chǎn)品品種與產(chǎn)量變化的制造系統(tǒng)的規(guī)造的投資、降低生產(chǎn)成本、保證質(zhì)量、合理利用資源、提高企業(yè)的市場競爭力和利潤率。它涉及：先進(jìn)的制造戰(zhàn)略、營銷、新產(chǎn)自治與協(xié)同控制、硬軟件接口與協(xié)議技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可承受性、系統(tǒng)集成管理和生產(chǎn)運(yùn)作管理等多學(xué)科、多種技術(shù)的交叉融合。20年代的自動(dòng)化流水線、50年代的NC機(jī)床、60年代的FMS和80年代的CIMS的上市時(shí)間，大幅度地壓縮系統(tǒng)建造的投資、降低生產(chǎn)成本、保證質(zhì)量、合理利用資源、提高企業(yè)的市場競爭力和利潤率。它涉及：先進(jìn)的制造戰(zhàn)略、營銷、新產(chǎn)品創(chuàng)新與改進(jìn)的設(shè)計(jì)與開發(fā)、系統(tǒng)工程與分析、隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃與決策論、質(zhì)量工程、系統(tǒng)可靠性和運(yùn)行跟蹤與診斷、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自治與協(xié)同控制、硬軟件接多學(xué)科、多種技術(shù)的交叉融合。RMS是適應(yīng)今天和明天先進(jìn)制造發(fā)展的新一代技術(shù)群體中一種重要而適用的技術(shù)，對(duì)我國制造企業(yè)增強(qiáng)競爭力有重要意義。它與傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建造的區(qū)別在于：企業(yè)可Team）的支持下快速實(shí)施系統(tǒng)動(dòng)態(tài)組態(tài)（重構(gòu)）。因它是建立在公共地基、可隨時(shí)移動(dòng)又可重復(fù)利用、優(yōu)化布置、物流合理、保證質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行可靠、短交貨期和低成本等優(yōu)點(diǎn)。它既是可改進(jìn)、可革新的開放系統(tǒng)，又是存在壽命期、由產(chǎn)品狀況決定的一種新的可變制造系統(tǒng)。RMS技術(shù)可用于大多數(shù)制造系統(tǒng)中，特別是市場競爭激烈、征是可重構(gòu)（可組態(tài)）性，除此之外還包括以下主要特征：可集成性。是可嵌套新模塊與新裝置或設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)大于部分之和的系統(tǒng)整合。訂貨化。可按訂單驅(qū)動(dòng)。模塊化?？蛇M(jìn)行制造過程、制造功能和制造能力的模塊化組合。WIP－，驗(yàn)是壓縮裝配質(zhì)量分散性1/3左右，即使δ變?yōu)?/3δ）。可診斷性。對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量缺陷和設(shè)備故障的可跟蹤和可溯源性。經(jīng)濟(jì)可承受性。是投資、系統(tǒng)功能和成本綜合優(yōu)化，經(jīng)濟(jì)上可行的。敏捷性。以強(qiáng)的市場擴(kuò)展柔性、增強(qiáng)企業(yè)競爭力，使企業(yè)獲利。RMS技術(shù)可帶來的經(jīng)濟(jì)效益有：改進(jìn)制造系統(tǒng)，為產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)提供可能；降低制造系統(tǒng)投資1―20%，可重復(fù)利用已有或閑置的設(shè)備；較短的生產(chǎn)導(dǎo)入時(shí)間。制造系統(tǒng)與新產(chǎn)品開發(fā)、商務(wù)實(shí)踐構(gòu)成了制造的三個(gè)基本要－60造競爭力的優(yōu)勢。－80年代以豐田生產(chǎn)方式為代表改進(jìn)了大量生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，由NC與CNC機(jī)床和、FMC實(shí)現(xiàn)中小批量生產(chǎn)的優(yōu)勢。但在80年代以來，不斷全球化和呈快速多變的制造貨物市場上，它們均不能滿意地解決上述3個(gè)問題。CIMS雖然是一種解決問題的途徑，但一些先進(jìn)的企業(yè)為了實(shí)行統(tǒng)進(jìn)行－2次的重組布置，以適應(yīng)產(chǎn)品的變化；英國有的公司達(dá)到1次/周的重組布置頻率。在工業(yè)界和政府的推廣下，發(fā)達(dá)國家從90年代中開展了可重構(gòu)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，并已推廣應(yīng)用。例如：－1999年以美國密執(zhí)安大學(xué)為中心的RMS課題獲得了NSF與工業(yè)界3080萬美元的支持，進(jìn)行了制造系統(tǒng)重構(gòu)方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響，產(chǎn)品裝配過程的變流理論與建模等方面的研究，并以可重構(gòu)的敏捷制造為課程進(jìn)行了廣泛地企業(yè)培訓(xùn)，同30個(gè)以上的企業(yè)進(jìn)行以RMS－ERC究人員對(duì)這類系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。因此，可以預(yù)見，一個(gè)建立在科學(xué)基礎(chǔ)上可重構(gòu)制造系統(tǒng)技術(shù)將成為支持20世紀(jì)初制造業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)。－60年代，剛性的自動(dòng)化流水生產(chǎn)（大量生產(chǎn)）幫助先進(jìn)的企業(yè)和國家形成制造競爭力的優(yōu)勢。－80年代以豐田生產(chǎn)方式為代表改進(jìn)了大量生產(chǎn)的制造系統(tǒng)，由NC與CNC機(jī)床和F、FMC實(shí)現(xiàn)中小批量生產(chǎn)的優(yōu)勢。但在80年代以來，不斷上述3個(gè)問題。CIMS均每年對(duì)制造系統(tǒng)進(jìn)行－2英國有的公司達(dá)到1次/周的重組布置頻率。在工業(yè)界和政府的推廣下，發(fā)達(dá)國家從90年代中開展了可重構(gòu)制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，并已推廣應(yīng)用。例如：－1999年以美國密執(zhí)安大學(xué)為中心的RMS課題獲得了NSF與工業(yè)界3080萬美元的支持，進(jìn)行了制造系統(tǒng)重構(gòu)方式對(duì)系統(tǒng)性能的影響，產(chǎn)品裝配過程的變流理論與建模等方面的研究，并以可重構(gòu)的敏捷制造為課程進(jìn)行了廣泛地企業(yè)培訓(xùn)，同30個(gè)以上的企業(yè)進(jìn)行以－ERC為基礎(chǔ)的合作。與此同時(shí)，美國依阿華大學(xué)和麻省20世紀(jì)初制造業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)。2可重構(gòu)制造系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容①機(jī)床可移動(dòng)性與性能測試評(píng)價(jià)的研究。通過分析、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，開發(fā)功能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化的機(jī)床設(shè)備、系統(tǒng)的性能測試、評(píng)價(jià)系統(tǒng)和方法，逐步形成行業(yè)規(guī)范。②建立RMS技術(shù)平臺(tái)。該平臺(tái)應(yīng)能支持新產(chǎn)品工藝流程驅(qū)動(dòng)的組態(tài)物流分析、優(yōu)化和評(píng)價(jià)；系統(tǒng)或單元重組、布置的規(guī)DFD〕；重組后制造產(chǎn)品質(zhì)量缺陷和設(shè)備故障跟蹤測試及溯源診斷的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)；企業(yè)提出的RMS要求、軟件試驗(yàn)和人員培訓(xùn)教育。③開發(fā)自主版權(quán)的計(jì)算機(jī)化與智能化技術(shù)與軟件。研究開發(fā)當(dāng)前企業(yè)迫切要求的通/專用夾具CAFD軟件、計(jì)算機(jī)輔助工藝技術(shù)（下料圖、刀/工具選擇、切削或操作參數(shù)優(yōu)化），并應(yīng)以微機(jī)版本為主。④開發(fā)基于經(jīng)濟(jì)可承受性的投資、功能與成本或價(jià)值控制與決策支持系統(tǒng)及支持軟件。⑤開發(fā)RMS技術(shù)實(shí)施的系統(tǒng)管理與Team組織管理及其評(píng)價(jià)體系。⑥在企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用示范。3RMS發(fā)展的主要趨勢：①在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上開發(fā)實(shí)用技術(shù)和支持系統(tǒng)工具，改變個(gè)別摸索或經(jīng)驗(yàn)型為科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)與作業(yè)，并發(fā)展支持產(chǎn)品和系統(tǒng)工具；②在先進(jìn)制造戰(zhàn)略指導(dǎo)下，逐步建立完整的RMS理論、設(shè)術(shù)形成融合的第三技術(shù)群；③深入研究系統(tǒng)分解與集成的理論，與集成制造和CIMS等技術(shù)一起形成能建立和發(fā)揮系統(tǒng)乘積效果的科學(xué)重構(gòu)理論技術(shù)；④在模塊化理論指導(dǎo)下研究開發(fā)模塊化的裝置、機(jī)床裝備和產(chǎn)品，支持CIMS等技術(shù)一起形成能建立和發(fā)揮系統(tǒng)乘積效果的科學(xué)重構(gòu)理論技術(shù)；④在模塊化理論指導(dǎo)下研究開發(fā)模塊化的裝置、機(jī)床裝備和產(chǎn)品，支持RMS技術(shù)在產(chǎn)品、設(shè)備設(shè)計(jì)與建造和重復(fù)利用中的應(yīng)用；⑤研究和開發(fā)支持RMS的系統(tǒng)集成管理、訂貨化商務(wù)和生產(chǎn)運(yùn)作管理，以及RMS小組組織與管理。RMSRMS小組組織與管理。數(shù)字控制機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)復(fù)雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床車削中心等。1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制飛機(jī)螺旋槳一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司在美國麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下，開1952年試制成功第一臺(tái)由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，不久即開始正式生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件，體積龐大，價(jià)格昂貴，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來加工復(fù)雜型面零件；19591960年以后，較為簡單和經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)床在機(jī)械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣。1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡稱CNC),使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴(kuò)大了一倍，而體積則縮小為原來的1/，價(jià)格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高。80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測工件等功能。數(shù)控裝置的鍵盤直接手動(dòng)輸入。分為點(diǎn)位控制、直線控制、連續(xù)軌跡控制三類。點(diǎn)位控制是只控制刀具或工作臺(tái)從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，制的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床等。床和數(shù)控磨床等。連續(xù)軌跡控制(或稱輪廓控制)能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐工曲面用的數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等。種伺服機(jī)構(gòu)比較簡單，工作穩(wěn)定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)是由比較線路、伺服放大線路、伺服馬達(dá)、速度大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。置檢測器則用長光柵、長感應(yīng)同步器或長磁柵。為了保證機(jī)床具有很大的工藝適應(yīng)性能和連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是具有足夠的剛度、精度、抗振性、熱運(yùn)動(dòng)時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。以不用或少用齒輪傳動(dòng)和齒輪變速，這就簡化了機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)控制的可靠性和靈活性。能；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程。擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度更加提高，入高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)中。1988年制造》他們?cè)谶@本書中提出智能機(jī)床的設(shè)想:采用擬人化的方法將智能機(jī)床制成能模仿熟練機(jī)械師技能的加工機(jī)器,根據(jù)給定的輸入,自動(dòng)完成加工任務(wù),并輸出所希望的產(chǎn)品.智能機(jī)床與熟練機(jī)械師操作普通機(jī)床具有同樣的功能,因而具有智能.智能機(jī)床具有目標(biāo)理解,信息感知,通信,適應(yīng)控制等功能.格林菲爾德等人提出在未來環(huán)境中自治與開放系統(tǒng)機(jī)床的概念,認(rèn)為在未來的先進(jìn)制造系統(tǒng)中,加工機(jī)床應(yīng)是自治的和開放的.作為實(shí)驗(yàn)原型,他們研制了以一臺(tái)立式加工中心為主的智能機(jī)床.為達(dá)到自治性,給加工中心配置了機(jī)器人,測量頭視覺系統(tǒng),靈巧機(jī)械手等裝置;為達(dá)到開放性,用開放體系結(jié)構(gòu)的工作站計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)加工中心及其附加裝置的智能控制.未來工廠:人們追求的目標(biāo)現(xiàn)在已經(jīng)看到,人們正在努力研制智能加工機(jī)器,設(shè)計(jì)未來工廠創(chuàng)造未來的智能工廠最終實(shí)現(xiàn)工廠智能化.1990年6月,日本通產(chǎn)省就提出稱之為"智能制造系統(tǒng)"研究的10年計(jì)劃,并從1991年正式實(shí)施這是一項(xiàng)耗資10億美元的設(shè)計(jì)未來工廠的國際研究計(jì)劃,日本政府決定邀請(qǐng)世界各地精通機(jī)器人和有關(guān)制造技術(shù)的專家參加,以便找到辦法把一些新出現(xiàn)的高技術(shù),特別是人工智能技術(shù)同具有視覺和觸覺功能的機(jī)器人結(jié)合起來,最終創(chuàng)建一些智能工廠——未來工廠的雛型.一個(gè)好的智能制造系統(tǒng),還要有三個(gè)子系統(tǒng):①虛擬制造系統(tǒng),事先模擬制造過程.②全息制造系統(tǒng),系統(tǒng)的元素是"自主,自治"的模塊,協(xié)作完成給定的任務(wù)既合作又自治;系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)既是你中有我",又是"我中有你",增強(qiáng)系統(tǒng)的柔性.③全球同步工程,使產(chǎn)品的不同部分能同時(shí)在世界上不同的生產(chǎn)研究基地進(jìn)行制造,保證產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本.智能制造系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展,將是未來工廠:一種是費(fèi)萊克塔工廠,可以實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)的自組織,自優(yōu)化.另一種是隨機(jī)制造系統(tǒng),有自主的機(jī)床系統(tǒng),自我組織管理,依據(jù)任務(wù)組合加工過程.組內(nèi)要合作,各組之間要競爭,以適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的變化.多功能集成工廠是未來工廠的又一模式,以滿足消費(fèi)者對(duì)某種產(chǎn)品的多功能需求.例如,現(xiàn)在需要一種將汽車,船舶和飛機(jī)的功能集合于一身的產(chǎn)品,于是該工廠負(fù)責(zé)設(shè)計(jì),并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組織各有關(guān)廠家分工制造,最后又由該廠總裝.這樣,可以發(fā)揮專業(yè)廠家的優(yōu)勢,自己投資少,效率高,還有很大的靈活性.根據(jù)用戶不同的要求更加靈活地生產(chǎn)出具有個(gè)性的,更新的,更美的智能化產(chǎn)品是智能工廠的基本任務(wù)."更新,更美,更智能是智能時(shí)代的最強(qiáng).數(shù)控編程是CAM的重要組成部分。它包括加工刀具路徑文件的CAD/CAM軟件，根據(jù)加工對(duì)象的結(jié)構(gòu)特征、加工環(huán)境特征其中包括機(jī)床-夾具-刀具-工件所組成的具體工序加工系統(tǒng)的特征）以及加工工藝設(shè)計(jì)的具體特征來生成描述加工過程的刀具路徑文件。通過后置處理器讀取由CAM系統(tǒng)生成的刀具路徑文件，NC程識(shí)別的NCCAD/CAM集成系統(tǒng)非常重要的組成部分，它直接影響CAD/CAMCAD/CAM軟件用戶對(duì)軟件的應(yīng)用只停留在CAD模塊上，對(duì)CAM模塊點(diǎn)進(jìn)行必要的二次開發(fā)，由此生成的代碼還需人工做大量的修改，嚴(yán)重影響了CAM模塊的應(yīng)用效果。目前，從技術(shù)上講，由于CAD/CAM系統(tǒng)硬件和軟件的發(fā)展，刀具路徑的生成、加工過程仿真和干涉碰撞檢查已經(jīng)是可行的。北京市機(jī)電研究院在工程實(shí)踐中已付諸實(shí)施，并取得了良好效NC制機(jī)床實(shí)施加工，還必須以相應(yīng)的后置處理器開發(fā)為條件。對(duì)于使用多種CAD/CAM系統(tǒng)，配備多種機(jī)床各種類型數(shù)控系統(tǒng)的情況就更為復(fù)雜，這是因?yàn)楹笾锰幚砻媾R如下紛繁的情況：刀具路徑文件格式的多樣性刀具路徑文件采用APT語言格式，這種語言接近于英語自然語不受機(jī)床結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)類型的影響。但不同的CAD/CAM軟件生成的刀具路徑文件的格式均有所不同如：調(diào)用n號(hào)刀具，長度補(bǔ)償選用a寄存器中的值，表示這一功能的指令在不同的CAM系統(tǒng)表述格式不同。例如幾種CAD/CAM系統(tǒng)的表述格式如表1所示。表1CAD/CAM系統(tǒng)的表述格式CAD/CAM系統(tǒng)表述格式UG-IILOAD/TOOL，n，ADJUST，aSDRCMasterLOADTL/n，，hPro/ENGINEERLOADTL/n，OSETNO，aCVCADDSLOAD/TOOL，n，OSETNO，a2.NC程序格式的多樣性NC程序由一系列程序段組成，通常每一程序段包含了加工操作的一個(gè)單步命令。程序段通常是由NGXYZT、．．．．．地址字和相應(yīng)的數(shù)字值組成的。(1)ISO-1056-1975標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其中的部分準(zhǔn)備代碼功能、輔助功能代碼的功能作了統(tǒng)一的規(guī)定，如：G00快速點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)、G01G02G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)、G04駐留。但還有大量的未作統(tǒng)一規(guī)定的‘不指定代碼'，其中不指定的‘G'代碼由數(shù)控系統(tǒng)廠家根據(jù)需要自行制定其代碼功能，如表2所示。表2根據(jù)需要自行制定的‘G'代碼功能G碼FANUC-15MA系統(tǒng)TOSNUC800-MG10數(shù)據(jù)設(shè)置撤消坐標(biāo)轉(zhuǎn)換G11取消數(shù)據(jù)設(shè)置模式坐標(biāo)轉(zhuǎn)換G15取消極坐標(biāo)命令G16極坐標(biāo)命令未做統(tǒng)一規(guī)定的‘M'代碼由數(shù)控機(jī)床制造廠根據(jù)其機(jī)床所具有的加工單元HG500，帶有16個(gè)托盤（PPL），托盤可自動(dòng)交換，實(shí)現(xiàn)無人加工。為了控制托盤自動(dòng)進(jìn)入主機(jī)，它用M87～M89代碼控制A.P.C門的開關(guān)：M87A.P.CdoorrightopenA.P.C右側(cè)門打開M88A.P.CdoorleftopenA.P.C左側(cè)門打開M89A.P.CdoorcloseA.P.C門關(guān)閉(2)有些數(shù)控系統(tǒng)對(duì)部分G代碼的功能并不嚴(yán)守ISO-1056標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，而是自行定義，如表3所示。表3東芝數(shù)控系統(tǒng)自行定義的G碼功能G碼TOSNUC800-MISOG20參考點(diǎn)返回檢查英制G21第、、4參考點(diǎn)返回檢查公制G44取消長度補(bǔ)償?shù)毒咂?負(fù)G93局部坐標(biāo)系設(shè)定時(shí)間倒數(shù)進(jìn)給率(3)個(gè)別數(shù)控系統(tǒng)的NC程序采用了比較特殊的代碼格式，如HEIDENHAINTNC426系統(tǒng)，右補(bǔ)償直線插補(bǔ)語句格式：FLX+10Y+10RL，對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)代碼：G01G42X10Y10。技術(shù)需求的多樣性在僅僅是對(duì)刀具路徑文件床和數(shù)控系統(tǒng)的特征出發(fā)，賦予后置處理器以更多的功能要求。高速數(shù)控加工的出現(xiàn)不僅對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)和數(shù)控系統(tǒng)提出了新的要求，對(duì)于加工工藝的策劃、廠商開發(fā)了專門支持高速加工床，可借助該后置處理器所配可生成相應(yīng)的代碼，激活/撤配備高速加工控制器的機(jī)床，慣性力設(shè)定允許的最大加/減等。又如各種數(shù)控系統(tǒng)在曲面加工時(shí)，所用的曲面擬合模型不盡相同，有的用Nurbs擬合模型，有的用Bezier擬合模型，有的用Polymial擬合模型，還有的用Spline擬合模型，后置處理器就面臨支持相應(yīng)的多種曲面擬合模型的問題。以用已有的行之有效的NC個(gè)問題，不能都放到機(jī)床上去調(diào)試，這在單件加工時(shí)尤為重要。此外，現(xiàn)有的許多CAD/CAM系統(tǒng)的加工仿真只是以所生成的刀具路徑文件為基礎(chǔ)進(jìn)行加工仿真和干涉檢查，這顯然是不夠的。因此，以NC代碼指令集及其得十分重要。因此一個(gè)完善的后置處理器應(yīng)具備以下功能：）接口功能：后置處理器能自動(dòng)地識(shí)別、讀取不同的CAD/CAM軟件所生成的刀具路徑文件。NC程序生成功能：數(shù)控機(jī)床具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、自動(dòng)換刀、夾具偏置、冷卻等一系結(jié)構(gòu)、順序由數(shù)控機(jī)床規(guī)定的NC格式?jīng)Q定。當(dāng)前世界上一些著名的后置處理器公司開發(fā)出通用后置處理器，它提供一種功能數(shù)據(jù)庫模型，用戶根據(jù)數(shù)控機(jī)床的具體情況回答它所提出的問題，通過問題回答生成用戶指定NC編程知識(shí)，就能編出滿意的提供的開發(fā)器允許用戶進(jìn)行修改和編譯。因此可以按照數(shù)控機(jī)床的功能建立一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫，每個(gè)功能如何實(shí)現(xiàn)，由用戶根據(jù)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、使用的數(shù)控系統(tǒng)指定控制的代碼及代碼結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)換，還要能加入一定的工藝知識(shí)。如高速加工的處理、加工絲杠時(shí)切削參數(shù)的選擇等。NC代碼指令集及其相應(yīng)參數(shù)設(shè)置為信息源的仿真。它包括兩部分：NC程序的主體結(jié)構(gòu)檢查和NC程序語法結(jié)構(gòu)檢查；數(shù)控加工過程仿真。以NC程序?yàn)榛A(chǔ)，模擬仿真加工過程，判斷運(yùn)動(dòng)軌跡的正確性及加工參數(shù)的合理性。不同結(jié)構(gòu)的機(jī)床、不同的數(shù)控系統(tǒng)、不同的編程習(xí)慣，其NC程序的結(jié)構(gòu)和格式千差萬別?？貦C(jī)床加工，則必須針對(duì)所用的CAM系統(tǒng)及所生成的刀其表述格式，而這一工作是智力密集和勞動(dòng)密集兼而有之的過程。當(dāng)面臨的CAM系統(tǒng)眾多，機(jī)床及其數(shù)控系統(tǒng)眾多的情況下，從頭開發(fā)專用后置處理器的工作就顯得相當(dāng)繁重。因此，近年來出現(xiàn)了以開發(fā)通用后置處置處理器的做法，用通用后置明，這是一種有效的方法。該院應(yīng)用這一方法從1996加工中心、龍門式立式加工中心、臥式柔性加工單元、立式加工中心、數(shù)控車床、車削中心等多種類型機(jī)床的十種專用后置處理器，數(shù)控系統(tǒng)包括FANUC、TOSNUC、MITSUBISH、A、A850、MAZAK等，覆蓋了該院的產(chǎn)對(duì)三軸帶回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的臥式結(jié)構(gòu)機(jī)床的后置處理結(jié)構(gòu)模定制開發(fā)用于HC800/FANUC-15MA的專用后處理器的方法：*使用的定制開發(fā)軟件......Pro/E的NCPOSTICAM技術(shù)公司生產(chǎn)的ICAM通用后置處理開發(fā)器。*使用的CAM軟件......Pro/E的CAM模塊。應(yīng)用Pro/E的CAM模塊，設(shè)計(jì)加工環(huán)境，進(jìn)行模擬加工仿真，生成刀具路徑文件。*NC程序應(yīng)用對(duì)象......臥式加工中心HC800。該機(jī)床為日本日立精機(jī)公司制造生產(chǎn)，配備‘X'‘Y'‘Z'三條直線軸，一個(gè)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，一個(gè)容量為120把刀的鏈狀刀庫，六個(gè)交換托盤；控制系統(tǒng)為FANUC-15MA主要用于箱體類零件的加工。(1)首先了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)、機(jī)床配備的附屬設(shè)備、機(jī)床具備的功能及功能實(shí)現(xiàn)的方式（手動(dòng)還是自動(dòng)）。(2)機(jī)床配備的數(shù)控系統(tǒng)，熟悉該系統(tǒng)的NC編程包括功能代碼的組成、含義，是否有不同于ISO-1056-1975標(biāo)準(zhǔn)的代碼格式。(3)應(yīng)用通用后置處理器導(dǎo)向模板，根據(jù)以上掌握的知識(shí)，逐條回答模板提出的問題，定制專部數(shù)據(jù)庫模型，經(jīng)判斷、排列、組合后，生成用戶要求的專用后置處理器。應(yīng)用按此方法定制的HC800/FANUC-15MA專用后置處理器處理刀具路徑文件，生成的NC程序約可用，還有需作進(jìn)一步開發(fā)。(4)當(dāng)通用后置處理器提供的數(shù)據(jù)模型不能全部滿足用戶的要求，或者用戶需要優(yōu)化處理NC程CAM模塊的使用方法，掌握刀具路徑文件的格式，并具備軟件開發(fā)和加工工藝方面的經(jīng)驗(yàn)。本專用后置處理器應(yīng)用的機(jī)床為配備一個(gè)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的三軸臥式加工中心，工作臺(tái)回轉(zhuǎn)不換。刀庫為鏈狀結(jié)構(gòu)，容量為120Pro/E的CAM模塊和NCPOST模塊中均無此類機(jī)NC程序不再需要人工做修改，可對(duì)CAM模塊的加工環(huán)境參數(shù)進(jìn)行特定的設(shè)置，并用NCPOST模塊的開發(fā)語言進(jìn)行宏程序編制，建NC通用后置處理器內(nèi)部