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构建适用于AlphaOptimal的CAM后处理器

AlphaOptimal软件的输入是标准的G代码文件。为了确保G代码能够被AlphaOptimal正确解析和处理，用户需要为所使用的第三方CAM软件编写一个专用的后处理器。该后处理器的作用是生成符合AlphaOptimal格式要求的G代码文件。

文件示例

    (SpindleNo=2 ToolNumber=1 TD=10.0 ....)  //刀具信息
    N0010 G01 G90 X-15.5 Y76.88 Z60. C0.0 A0.0 F100000  //快速定位 程序段的第二行必须输出全部轴的坐标位置.否则默认为0
    N0020 Z53.
    N0030 G01 X-16.11 Y75.35 Z52.91 F4250.  // 开始加工 速度发生变化时.G1后必须跟随F
    N0040 X-17.23 Y73.66 Z52.81
    ……
    ……
    N0210 G00 G90 X-15.5 Y76.88 Z60. //快速定位
    N0220 Z53.
    N0230 G01 X203.4 F4000  // 开始加工 速度发生变化时.G1后必须跟随F
    ……
    ……
    N1500 Z31.
    N1510 G00 Z60.
    ;SECTION    //分割标识符
    (SpindleNo=2 ToolNumber=1 TD=10.0 ....)  //刀具信息
    N0010 G00 G90 X-15.5 Y76.88 Z60. C0.0 A0.0 //快速定位 程序段的第二行必须输出全部轴的坐标位置.否则默认为0
    N0020 Z53.
    N0030 G01 X-16.11 Y75.35 Z52.91 F4250.
    N0040 X-17.23 Y73.66 Z52.81
    ……
    ……
    N1500 Z31.
    N1510 G00 Z60.
    ;SECTION    //分割标识符
    (SpindleNo=2 ToolNumber=1 TD=10.0 ....)  //刀具信息
    N0010 G00 G90 X-15.5 Y76.88 Z60. C0.0 A0.0 //快速定位 程序段的第二行必须输出全部轴的坐标位置.否则默认为0
    N0020 Z53.
    N0030 G01 X-16.11 Y75.35 Z52.91 F4250. // 开始加工 速度发生变化时.G1后必须跟随F
    N0040 X-17.23 Y73.66 Z52.81
    ……
    ……
    N1500 Z31.
    N1510 G00 Z60.
    // 最后一个程序段的末尾不要带分隔符 ;SECTION

解释

  • 程序:是指一个部件的完整加工代码.它由N个程序段组成
  • 程序段：指在CAM编程时，为每个加工特征生成的独立加工程序。
    • 例：执行一个钻孔加工，这个钻孔加工的G代码称为一个程序段。
    • 例：执行一个多轴轮廓加工，这个轮廓加工的G代码称为一个程序段。
  • 刀具信息
    • 在每个程序段的第一行，包含AlphaOptimal自动匹配刀具所需的信息
    • SpindleNo -> 主轴号。具体格式 SpindleNo=1
    • ToolNumber -> 刀具号。具体格式 ToolNumber=2
    • TD -> 刀具直径。具体格式 TD=12.0
    • 用(...)把它们包裹起来. 示例:(SpindleNo=1 ToolNumber=2 TD=12.0 ....) 中间用一个空格将它们分割
  • 分隔符
    • 用于标识程序段的分隔符，AlphaOptimal通过该标识符将G代码分割为多个程序段
    • 标识 ;SECTION
    • 最后一个程序段末尾不输出分隔符

配套的CAM后处理生成文件

  • 程序

    • 必须输出点位坐标，不允许输出循环指令，以确保AlphaOptimal能够正确解析每个加工路径。
    • 相邻的程序段以 ;SECTION 分割。最后一个程序段最后一行不需要分隔符 
          示例如下:
        程序段
        ;SECTION
        程序段
        ;SECTION
        ...
        ...
        程序段
        ;SECTION
        程序段

  • 程序段

    • 第一行：输出刀具信息
    • 示例:(SpindleNo=2 ToolNumber=1 TD=10.0 ....)
    • 第二行:输出快速定位信息.必须包含所有轴的位置信息
    • G0 示例:G00 G90 X-15.5 Y76.88 Z60. C0.0 A0.0
    • G1 示例:G01 G90 X-15.5 Y76.88 Z60. C0.0 A0.0 F100000
    • 程序段中间部分.当速度发生切换时,需要重新定义进给速度 G0 Z200 Z50 G1 Z10 // 错误 从 G0 切换到 G1 调用默认值250. 当前F = 250 G1 Z10 F3500 // 正确 从 G0 切换到 G1 适用用户定义的值.当前F = 3500
    • 注释行
    • 以;开头.例:; This line is a comment.
    • 以//开头.例:// This line is a comment.

  • 轴坐标格式

    值 X1.0 X-0.5 X-.5 X.5
    合格 ✅ ✅ ✅ ✅

刀具信息匹配规则

  • 匹配逻辑：

  • 匹配刀具直径（TD）

    • 从默认刀具列表中查找符合直径要求的刀具。
    • 如果匹配到多个刀具，则生成一个新的刀具列表，供下一步匹配主轴号。
    • 如果未匹配到任何刀具，则直接返回默认刀具列表中的第一把刀具。

  • 匹配主轴号（SpindleNo）

    • 在上一步生成的刀具列表中，继续匹配主轴号。
    • 如果匹配到多个刀具，则生成一个新的刀具列表，供下一步匹配刀具号。
    • 如果未匹配到任何刀具，则直接返回当前刀具列表中的第一把刀具。

  • 匹配刀具号（ToolNumber）

    • 在上一步生成的刀具列表中，继续匹配刀具号。
    • 如果匹配到多个刀具，则生成一个新的刀具列表。
    • 如果未匹配到任何刀具，则直接返回当前刀具列表中的第一把刀具。

  • 返回结果

    • 最终返回符合所有条件的刀具列表中的第一把刀具。
flowchart TD DefaultList[刀具列表] MatchDiameter[匹配刀具直径] DiameterMatched[生成新的刀具列表] MatchSpindle[匹配主轴号 SpindleNo] SpindleMatched[生成新的刀具列表] MatchToolNumber[匹配刀具号 ToolNumber] ToolNumberMatched[生成新的刀具列表] ReturnFirst[返回列表的第一把刀具] DefaultList --> MatchDiameter MatchDiameter -->|成功| DiameterMatched MatchDiameter -->|失败| ReturnFirst DiameterMatched --> MatchSpindle MatchSpindle -->|成功| SpindleMatched MatchSpindle -->|失败| ReturnFirst SpindleMatched --> MatchToolNumber MatchToolNumber -->|成功| ToolNumberMatched MatchToolNumber -->|失败| ReturnFirst ToolNumberMatched --> ReturnFirst

演示如何在NX中输出刀具匹配信息

  • 首先需要知道如何适用NX的后处理构造器.
  • 工序起始序列->刀轨开始->添加:定制命令 定制命令 
    # 申明全局变量
    global mom_tool_diameter #刀具直径
    global mom_tool_type    #刀具类型
    global mom_tool_name    #刀具名称
    global mom_tool_number    # 刀具号 这里用它来描述对应的主轴号
    global mom_tool_adjust_register    #刀具寄存器 用它来描述对应机床的刀具号

    # 格式化刀具号 当作主轴号使用
    set spindle_number [format "SpindleNo=%.0f" $mom_tool_number]

    # 格式化补偿寄存器号 当作刀具号使用
    set tool_number [format "ToolNumber=%.0f" $mom_tool_adjust_register]

    # 格式化刀具直径
    set tool_diameter [format "TD=%.1f" $mom_tool_diameter]

    # 使用正则表达式判断 mom_tool_type 的值
    if { [regexp {Ball Mill} $mom_tool_type] } {
        set tool_type "Type=BallMill"
    } elseif { [regexp {Milling} $mom_tool_type] } {
        set tool_type "Type=EndMill"
    } elseif { [regexp {Drilling Tool} $mom_tool_type] } {
        set tool_type "Type=Drill"
    } else {
        set tool_type [format "Type=%s" $mom_tool_type]
    }

    # 格式化刀具名称
    set tool_name [format "ToolName=%s" $mom_tool_name]

    # 拼接字符串
    set tool_info [format "%s %s %s %s %s" $spindle_number $tool_number $tool_diameter $tool_type $tool_name]

    # 输出到NC代码
    MOM_output_literal "($tool_info)"
  • NX CAM中的刀具设定
  • 刀具号:会被当做主轴号输出
  • 补偿寄存器:会被当做刀具号输出
  • NX刀具设定