摘要：數(shù)控銑削加工的宏程序與CAD/CAM軟件生成程序的加工性能對(duì)比。

　　任何數(shù)控加工只要能夠用宏程序完整地表達(dá)，即使再復(fù)雜，其程序篇幅都非常有限，可以說任何一個(gè)比較合理、優(yōu)化的宏程序，極少會(huì)超過60行，換算成字節(jié)數(shù)，至多不過2KB。一方面，宏程序天生短小精悍，即使是最廉價(jià)的機(jī)床BC7五軸技術(shù)網(wǎng)

　　由此可以看出，兩種情況下構(gòu)成半球曲而的UV流線是截然不同的，各種CAD/CAM軟件在生成半球曲面精加工的刀路時(shí)，也必然存在差別。簡單地說，即使是被業(yè)界普遍認(rèn)為是最杰出的數(shù)控編程軟件之一的Cima-tron軟件，也只有在極少數(shù)情況下(如下面的圖1)，并以Surmill方式(類似與 Mastercam中的曲面流線加工)加工，Cimatron軟件才能判斷出這里其實(shí)是“真正的整圓”，生成的刀路軌跡本身才是“真正的整圓”，后處理出來的程序才都足主要由G02/G03指令構(gòu)成。如果使用srfpkt、3D_step等其他走刀方式，則絕對(duì)都是用G01逼近的結(jié)果。

　　再舉另外一個(gè)很簡單的例子，例如用銑刀以螺旋方式加工內(nèi)圓孔，使用宏程序不僅程序非常短，區(qū)區(qū)20行都不到!而且機(jī)床實(shí)際運(yùn)行時(shí)進(jìn)給速度f= 2000mm/min都可以保持非常均勻、快速的螺旋運(yùn)動(dòng);而在Cimatron軟件中，即使通過使用外部用戶功能user中的helicprf，雖然也可以生成相似的刀路，但是刀路是根據(jù)給定的誤差值(通常給0.01)用G01逐段逼近的，程序字節(jié)數(shù)根本就是比宏程序大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，而且即使把整個(gè)程序都存人到機(jī)床的控制器中，機(jī)床實(shí)際運(yùn)行時(shí)速度根本上不去，在F600以下還不明顯，如果F值打到F1200左右，就可以看到機(jī)床在明顯的“顫抖”。

　　對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)支持NURBS曲線插補(bǔ)的高速機(jī)床來說，如果使用擁有高速加工功能的CAD/CAM軟件來配合編程，當(dāng)然沒有太大的問題;但是對(duì)于絕大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)來說始終都是問題。

　　其實(shí)CAD/CAM軟件廠商也不可能沒有意識(shí)到這個(gè)問題，事實(shí)上，各個(gè)CAD/CAM軟件也捉供了一些其他途徑來對(duì)此加以改善，但都不是在根本上解決先天性的問題，而是在“后天”的環(huán)節(jié)上做文章。眾所周知，CAD/CAM軟件進(jìn)行編程的原理是首先生成一個(gè)僅包含純粹幾何意義的刀位點(diǎn)文件(即刀路軌跡)，這個(gè)過程對(duì)于使用者來說往往是后臺(tái)的、不透明的，例如Pro/E的CL文件(Cutter Location File)、UG的CLF文件、Mastercam的NCI文件，Cimatron的APT文件等，然后要經(jīng)過一道非常重要的環(huán)節(jié)即后處理，才能生成真證的程序。

　　CAD/CAM軟件所能做的，就是在不改變刀位點(diǎn)文件(即用G01直線逼近曲線的刀路軌跡)的前提下，在后處理上做文章。例如Mastercam軟件后處理的環(huán)節(jié)中，允許使用者設(shè)定最小半徑值和最大半徑值來生成G02/G03指令，其實(shí)就是用G02/G03來逼近(準(zhǔn)確地說應(yīng)是“擬合”)相鄰的若干段直線段，以達(dá)到減少程序字節(jié)，提高機(jī)床實(shí)際運(yùn)行速度的目的。

　　而Cimatron軟件也是采用相似的做法，即使用者不用通常使用的GPP后處理，而是用另外一個(gè)非常專業(yè)的后處理軟件IMs，這是個(gè)第三方軟件，可以外掛在眾多的知名CAD/CAM軟件上運(yùn)行，使用者可以根據(jù)自己的需要度身訂作，設(shè)置最適合自己的后處理選項(xiàng)，不過一般的軟件用戶很少擁有運(yùn)行IMS軟件的權(quán)限。筆者曾經(jīng)在2002年專門針對(duì) Cimatron軟件的GPP和IMS兩種后處理進(jìn)行研究，并在一家臺(tái)資模具廠進(jìn)行實(shí)際加工測(cè)試和評(píng)估，撰。寫過一篇內(nèi)部文章，結(jié)論是：改善較大，但不能從根本上解決。

　　在后處理上做文章有一個(gè)根本的弊端:它并沒有改變、改良或優(yōu)化刀路軌跡本身，只是增加了一個(gè)“二次逼近”的計(jì)算過程，必然會(huì)導(dǎo)致額外的誤差積累，也不可能從根本上解決問題。