Что такое постпроцессор и для чего он нужен?
Системы Числового Программного Управления [ЧПУ]Постпроцессор — это программный модуль, предназначенный для преобразования управляющей траектории, сформированной CAM-системой, в управляющую программу для конкретного станка с ЧПУ с учетом особенностей его кинематики.
Управляющая траектория — это путь инструмента (Toolpath), который создается в CAM-системе, обычно на основе геометрии детали.
Управляющая программа (УП) — это программа обработки, которая передается на станок. Обычно это текстовый файл, с командами перемещения (G-code) и технологическими командами на языке программирования конкретной стойки ЧПУ и предназначенный для конкретного станка.
Исходной информацией для получения программы обработки на станке с ЧПУ является геометрия детали определенная на проектно-конструкторском этапе. Затем при создании управляющей программы для станка с ЧПУ 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.
Основное назначение постпроцессора — преобразовать управляющую траекторию в управляющую программу обработки, предназначенную для конкретного 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.
- Встроенный постпроцессор так и называется — «Native», что означает «Родной». Он не только запускается из CAM-системы, но и работает с управляющей траекторией прямо во внутреннем формате CAM-системы.
- 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.
Внешний постпроцессор часто называют «Обобщенным постпроцессором» (Generalized postprocessor). Такое название акцентирует независимость постпроцессора от используемой CAM-системы. Он принимает на вход файл формата CL-DATA (Cutter Locations DATA) — данные о положении инструмента. Этот формат официально принят стандартом DIN 66215-1 и поддерживается большинством CAM-систем.
Преимуществом внешнего постпроцессора является то, что он настраивается только один раз на конкретный станок. Для всех CAM-систем постпроцессор одинаков. Этот фактор имеет значение, если при создании программ для одного и того же станка на предприятии используются различные CAM-системы. Например, технологическое бюро по механообработке основного производства использует NX (Unigraphics), а техбюро инструментального производства, скажем, MasterCAM.
Такая ситуация не редкость для крупных предприятий, но, практически, не встречается в средних и мелких компаниях. Кроме этого, поскольку постпроцессор не делается индивидуально для каждой CAM-системы, а настраивается только на конкретный станок, то он более широко тиражируем. В следствии этого, он обычно стоит дешевле и, как правило, есть уже готовый.
Минусом внешнего постпроцессора является сложность настройки «под себя». Не редко внешний постпроцессор поставляется вообще в закрытом от редактирования виде, но даже если он открыт, и на предприятии есть специалисты, знающие как его настроить, все равно, возможности настройки внешнего постпроцессора гораздо меньшие чем встроенного. Очень часто настройка «под себя» становится камнем преткновения для 5-ти осевых станков и обрабатывающих центров. Пользователи очень часто, даже купив внешний постпроцессор, вынуждены перейти на встроенный.
Встроенный постпроцессор
Встроенный постпроцессор не рассчитан на работу с файлом CL-DATA, он читает управляющую траекторию прямо из CAM-системы. Естественно, каждый постпроцессор работает только со своей «родной» CAM-системой. По этой причине для каждого станка необходимо приобретать постпроцессор для каждой CAM-системы, которая используется для программирования этого станка. Именно поэтому, нередко, приходится заказывать разработку постпроцессора, так как готового нет в наличии, особенно, для новых моделей станков. Встроенный постпроцессор, также как и внешний, может поставляться в закрытом или открытом для редактирования виде.
Основным достоинством встроенного постпроцессора является возможность доступа из него к большому числу важных параметров и переменных CAM-системы. По-умолчанию эти переменные не выгружаются в файл CL-DATA, и поэтому, недоступны во внешнем постпроцессоре. Хотя, в CAM-системах и существует возможность задавать дополнительные значения переменных для передачи их в файл CL-DATA, но это надо делать вручную, и крайне неудобно в работе.
Встроенный постпроцессор имеет доступ ко многим категориям параметров. Особенно важными являются полные данные об инструменте и операции. Например, номенклатурный номер патрона, или материал фрезы. Обрабатывая кадр с перемещением, встроенный постпроцессор может различить конкретный тип движения, например, подвод, врезание, отвод инструмента.
Встроенный постпроцессор может обращаться к корпоративным базам данных и PDM-системе (PDM — Product Data Management), используя текущий сеанс и права пользователя. Эти данные могут использоваться встроенным постпроцессором, что позволяет заложить в него сложную технологическую логику и генерировать быстро, «одной кнопкой» полностью готовые, сложные программы обработки. Внешний постпроцессор в этом смысле более ограничен чем встроенный. При создании программ обработки с большим количеством операций (20 и более), или программ с переустановами, или программ многоосевой обработки, такая технологическая логика в постпроцессоре становится просто необходимой, и внешний постпроцессор уже не может решить такую задачу.
Встроенный, «родной» постпроцессор является более удобным решением ускоряющим работу технолога.
Встроенные постпроцессоры исторически появились позднее, чем внешние, и отставали от них по своим возможностям. На сегодняшний день, практически в каждой CAM-системе есть свой «родной» встроенный постпроцессор, содержащий полный набор необходимых функций.
Генератор постпроцессоров
Для удобства настройки постпроцессора на конкретный станок, постпроцессор разделен на две части: постпроцессирующий модуль и шаблон постпроцессора.
Постпроцессирующий модуль (Post executable) — это исполняемый файл (*.EXE или *.DLL в Windows), который запускается при старте постпроцессора. Он загружает управляющую траекторию, полученную из CAM-системы, и используя шаблон постпроцессора генерирует управляющую программу.
Шаблон постпроцессора (Post customization script) — содержит инструкции, сообщающие постпроцессирующему модулю, как обрабатывать управляющую траекторию и генерировать программу. Именно шаблон постпроцессора и является настройкой на конкретный станок, и именно он и называется постпроцессором.
Обычно, шаблон постпроцессора это текстовый (ASCII) файл, который можно редактировать обычным текстовым редактором. Формат шаблона постпроцессора всегда достаточно сложной структуры, которая описывается в документации разработчика.
Для того, чтобы облегчить разработку шаблона постпроцессора, многие современные постпроцессоры предлагают специальный редактор постпроцессоров, который часто и называют — «Генератором постпроцессоров» (Post-Processor Generator).
Генератор постпроцессоров (Post-Processor Generator) — это редактор, в котором разработчик может выбрать тип станка, задать различные опции и параметры, на основе которых редактор «сгенерирует» постпроцессор. Это может быть как новый постпроцессор, так и модифицированный существующий постпроцессор.
Другой функцией редактора постпроцессоров часто является компиляция постпроцессора. Компиляция делается, в основном, для защиты постпроцессора от редактирования и применения функций лицензирования постпроцессора. В системах, где поддерживается компиляция шаблона постпроцессора, можно говорить об исходном тексте и о скомпилированном постпроцессоре. Это очень важный момент, относящийся к вопросу открытости постпроцессора, то есть возможности его редактирования конечным пользователем.
Кроме генерации и компиляции постпроцессора, редактор постпроцессоров имеет множество полезных функций, которые позволяют ускорить разработку постпроцессора.
Постпроцессор является неотъемлемой и обязательной частью CAM-системы. Без постпроцессора CAM-система бесполезна.
| Вопрос | Управляющая траектория | Управляющая программа |
| Как создается? | Генерируется CAM-системой | Генерируется постпроцессором |
| Как хранится? | Хранится во внутреннем представлении CAM-системы в файле проекта обработки. Может быть сохранена в текстовый файл, называемый CL-DATA или CL-файл (CL - Cutter Location) | Хранится в текстовом файле. Формат файла зависит от конкретного станка, стойки ЧПУ. |
| Универсальна? | Да. Не зависит от конкретного оборудования, но предполагает использование определенного типа станка. | Нет. Предназначена для конкретного станка. |
| Может быть передана на станок? | Нет. Ни один станок не принимает управляющую траекторию ни в каком формате. | Да. |
