CAM 後處理 (Post Processing) 是將在NX CAM 軟體中規劃好的「刀具路徑」,轉譯為現場 CNC 機台能夠讀懂的「指令代碼 (G-code/NC Code)」的關鍵過程。
如果沒有後處理,電腦畫出的漂亮路徑,機台完全無法執行。
NX CAM 軟體計算出的是數學上的座標點,例如:刀具從 A 點移動到 B 點,這是一種通用的數據。但市面上 CNC 控制器品牌眾多各別的語法都不太一樣,後處理就是這個翻譯官。
常見的疑問是:「為什麼 NX 不直接輸出 G-code 就好?」原因在於客製化與機台差異:
語法差異 (Dialects): 同樣是「鑽孔循環」,Fanuc 與 Heidenhain 並不相同,後處理確保語法正確。
機台結構 (Kinematics): 同樣是五軸機台,有的是「搖籃式 (Table-Table)」,有的是「頭擺式 (Head-Head)」。後處理需要計算旋轉軸的角度與極限,確保刀具尖點相對於工件的位置正確;這在五軸加工中尤為重要,涉及 RTCP 功能。
輔助指令 (M-codes): 每家工廠的 M-code 設定可能不同。例如,某台機器的吹氣可能是 M50,另一台可能是 M08。後處理可以根據需求設定這些開關。
基於所使用的CNC機台種類不同、控制器不同,刀具路徑經由後處理程式轉換後,可針對機台性能、類型、是否聯動;控制器所接受的參數條件、運動或其他行為,修改出適合的NC程式碼。此外,也可以向後處理程式添加許多其他控制功能,例如使許多 CNC 操作自動化。
後處理很重要,因為它可以進行適當的加工。 如果後處理器程式未正確配置和驗證,則可能會造成機台碰撞、零件刮傷或需要手動編輯 NC 代碼而造成時間和金錢的損失。
後處理程式開發工具有兩種,一種是CAM軟體本身已經具備例如NX CAM,或另外購置獨立的後處理開發工具來;不論選擇何種,一個合適的後處理程式應該具備以下條件:
不需要手動編輯 NC 代碼
可以支持數控機床和控制器的所有功能
可以符合企業加工文化與使用者習慣
NX 擁有自己的後處理程式開發工具 Post Configurator,與NX CAM系統緊密相連源於同一個軟體核心。
NX 後處理可以為幾乎任何類型的機台和控制器配置生成所需的NC代碼,完美支援國際主流控制器品牌,如西門子Sinumerik、法那克FANUC、海德漢HEIDENHAIN或國產控制器品牌;但特別對於Sinumerik 控制器,NX CAM提供優化的後處理,可根據加工操作數據自動選擇關鍵控制器設置。
NX CAM的一個關鍵優勢是具備整合的模擬和驗證,能夠在 NC 編程中驗證刀具路徑,可以使用多個等級的功能。例如,材料去除驗證功能提供使用者能夠在編程時檢查和最佳化加工操作、G代碼驅動的機床模擬可以顯示由 NX 內部後處理程式的NC代碼輸出驅動的運動、數控機台的 3D 模型包括零件、夾具和工具,按照機台在處理G代碼時移動的方式移動。
相較於其他 CAM 系統或獨立的後處理開發工具,NX 後處理器具備卓越的訂製能力,可以根據企業加工文化或加工習慣的個性對後處理程式進行特別訂製,以適應各種 CNC 機台、CSE、多軸加工、銑削和複雜車銑等類型的需求。
NX 機床模擬是指運用NX軟體創建與真實機床 1:1 的虛擬機床,在實際加工前預先規劃加工工藝。所有常見的 CNC 機台,不論是複雜的多軸機器、帶動力刀具的車床、多任務如車銑複合、深鑽孔工具和帶有附加軸的機器人,都非常適合這種類型的模擬。
NX 機床模擬 NX Virtual Machine 為 CAM 編程工程師和現場工程師提供了一個全面的模擬環境,可以在實際加工過程之前 CNC 機台的各種性能相關屬性,用以減少昂貴且耗時的試錯。
由於產品依據客戶客製程度越來越高且產品生命週期越來越短,論件生產製造的企業面臨全新挑戰。競爭和成本壓力不斷增加,全球經濟變動週期加快促使加工製造也必須越來越高效。
最重要的是:在刀具處於切削狀態時,機台的效率最高。換言之,非生產時間必須縮短,在生產準備階段提早完成這些任務。
正因如此,各公司希望通過製造流程的數位化來達到此目的。邁入數位化的第一個重要步驟就是使用 CNC 加工鏈,儘量將多數的工作離線 off-line 完成,不佔用機台生產時間,在工作準備階段進行離線程式設計、模擬、設置調整的相關工作。
準確的G代碼切削模擬
預警通知碰撞監控
機床 3D 設計模型
Digital Twin: 虛擬機床與實體機床的相同行為
預先在虛擬機床上高效查找錯誤進而縮短裝配時間
以 NC 代碼驅動的加工模擬,真實經由後處理轉出之G代碼進行運動模擬,能夠 100%反映真實加工情況。
使用基於刀軌事件的後處理輸出
檢查機床運動
列出過切/碰撞
軸限制違例
支援控制器循環指令
模擬控制器
機床模擬是通過工業 4.0 中數字化轉型的不斷變化和改進而實現的,對於在機器運行期間接收錯誤報告至關重要。
在模擬過程中,加工運動被識別出來,提刀、過切、碰撞、程式不準確的問題將會一覽無遺,在模擬過程可以隨時停止機台進行檢查並提供工程師熟悉虛擬工作環境,實際使用後一定能體會到這種方式的好處,真正在CNC機台上執行工作時,會更有信心與安全感。
除了在錯誤控制和過程校正方面的可觀回報外,機床模擬還能極大化整個機台投資回報率,當工程師累積了大量關於工件和工具配置的資訊後,可以在需要改進成本時,具備實際數據分析。
不要低估通過整合的後處理程式與虛擬機床多次檢查刀具路徑的可能性,通過將加工輸出與原始模型進行比較,結果是每個加工零件都與設計模型完全相同。