4.1 Постпроцессоры

Постпроцессор - это модуль, преобразующий файл траектории движения инструмента и технологических команд, рассчитанный процессором CAM- или CAD/CAM-системы, в файл управляющей программы в строгом соответствии с требованиями методики ручного программирования конкретного комплекса "станок-система с ЧПУ" [9].

Индивидуальный постпроцессор. Исторически сложилось так, что для каждого комплекса "станок-система с ЧПУ" специально обученный программист разрабатывал индивидуальный постпроцессор. Далее происходил длительный процесс доводки постпроцессора, путем активных консультаций с технологом-расчетчиком управляющих программ, а также опытными прогонами управляющих программ (рассчитанных при помощи постпроцессора) на станке с ЧПУ. Наконец, постпроцессор "сдавался" в опытную эксплуатацию Заказчику. Затем наступал процесс исправления ошибок и неучтенных при разработке особенностей программирования стойки и даже технологии изготовления деталей, принятых на данном предприятии. В итоге – рождался-таки постпроцессор, индивидуальный для данного станка, стойки ЧПУ и нередко - технологии обработки. Стоимость разработки индивидуального постпроцессора была при этом высока. Исправить ошибки и сделать нововведения в постпроцессоре мог сделать только программист, разработавший данный постпроцессор. Через индивидуальное постпроцессирование, как исторически первый и естественный способ разработки постпроцессоров, прошли все фирмы, как отечественные, так и зарубежные, примерно в 1960-1970 годах прошлого столетия. Ранние версии русских CAD/CAM-систем, появившихся на свет в девяностных годах двадцатого века, также не обошли стороной метод индивидуального постпроцессирования.

Далее путь эволюции постпроцессирования развивался так. С одной стороны в 80-х годах прошлого века наблюдался всемирный бум автоматизации машиностроения, с другой - как грибы плодились новые станки с непременно новой системой ЧПУ, с третьей стороны возник небывалый спрос на САПР для таких станков со стороны заводов и компаний . В этих условиях программисты, разработчики-постпроцессоров, просто не успевали писать и отлаживать новые постпроцессоры. Эти объективные причины подтолкнули разработчиков постпроцессоров к идее автоматизации собственного труда - т.е. средств автоматизации разработки постпроцессоров.

Обобщенный постпроцессор. Для начала программисты стали обобщать информацию об использовании одной и той же системы с ЧПУ вместе со станками различных производителей, но одного принципа обработки(например, токарное). Выяснилось, что управляющие программы для таких станков, "вооруженных" однотипной системой с ЧПУ, различались в лучшем случае незначительными вариациями в оформлении структуры кадра, значностью перемещений, оформлением начала и конца программы. Поэтому вскоре родилась идея обобщить алгоритмы разработки постпроцессоров на однотипное оборудование разных фирм, но имеющее одну и ту же систему с ЧПУ. Идея использования обобщенных постпроцессоров была поистине революционной. Ведь разработка постпроцессора для новой модификации станка с системой ЧПУ, для которой уже имелся обобщенный постпроцессор, требовала от программиста всего лишь небольшой модификации узкого набора программ для учета особенностей нового оборудования. Это сокращало в разы сроки, стоимость и трудоемкость разработки нового постпроцессора; способствовало снижению издержек фирм-разработчиков постпроцессоров и их заказчиков, оказало сильное воздействие на конкурентную борьбу между производителями CAM-систем в мире. Выигрывал тот, кто дешевле и быстрее обеспечивал клиента готовым постпроцессором. Кроме того, некоторые фирмы продавали именно "обобщенные постпроцессоры" на 5-10 станков с одной системой с ЧПУ по цене одного индивидуального, что было выгодно их клиентам и чрезвычайно невыгодно фирмам-конкурентам, еще не освоившим эту технологию.

Небольшое число современных CAM-систем до сих пор используют в своем составе обобщенные постпроцессоры. Однако постепенно устаревающая технология неожиданно получила оживляющий импульс - в таких системах теперь используются автоматические корректоры кадров управляющих программ. Суть "ноу-хау" - дать возможность разработчику или пользователю описать на специальном макроязыке изменения, которые затем автоматически и последовательно выполняются постпроцессором над каждым кадром во время формирования управляющей программы(УП).

Подводя итог, можно констатировать, что автоматические корректоры УП в обобщенных постпроцессорах позволяют поочередно исправить кадры сформированной программы, а в ряде реализаций - не допускают изменений значений адресов, если это касается перемещений по линейным и круговым элементам траектории. Таким образом, обобщенное постпроцессирование с макроязыком автоматической коррекции, безусловно, имеет право на жизнь, хотя и не лишено ограничений и недостатков при очевидной простоте реализации. Поскольку технология подразумевает овладевание макроязыком и диаграммой работы постпроцессора, то весьма трудно предположить ее полную прозрачность для рядового технолога. А следовательно, по-прежнему, этот метод правильнее позиционировать как инструмент разработчика, а не пользователя(хотя это и рекламируется в ряде CAM-систем).

Универсальные постпроцессоры. Почти одновременно с появлением методологии обобщенного постпроцессирования, программисты-разработчики постпроцессоров пришли к осознанию совершенно другой идеи. Возник вопрос - что делают два совершенно разных постпроцессора (причем неважно, индивидуальных или обобщенных)? Они последовательно читают записи из файла траектории движения инструмента и техкоманд (CLDATA-файл) и выполняют преобразование этих записей в один или несколько кадров управляющей программы по некоторым правилам, отличным для разных станков и систем ЧПУ.А что, если сопоставить каждой записи CLDATA-файла алгоритм ее превращения в кадр управляющей программы и сохранить эти правила отдельно для каждого станка-системы ЧПУ в виде файла. Тогда можно создать один универсальный постпроцессор как машину, транслирующую каждую запись CLDATA-файла в кадр(ы) управляющей программы по правилам, которые можно подгружать из внешних файлов.

Такой метод получил название "универсальный постпроцессор". Программист описывал алгоритмы обработки каждой записи Cldata-файла применительно к методике ручного программирования конкретного комплекса "станок-система с ЧПУ" и сохранял эти правила(алгоритмы) в виде текстовых файлов-постпроцессоров. А технолог лишь выбирал при помощи какого файла-описателя алгоритмов, преобразовать свой Cldata-файл в файл управляющей программы.

Эта блестящая идея, заимствованная из методов построения трансляторов с настраиваемой лексикой и семантикой, получила широчайшее развитие на рубеже 90 годов прошлого века. Подавляющее большинство CAD/CAM-систем используют сегодня именно такой метод для решения проблем постпроцессирования.

Инвариантное постпроцессирование. Метод "Инвариантное Постпроцессирование(ИП)", рожденный в Роcсии первой половине 70 годов, стоит обособленно в ряду других, ранее рассмотренных нами методов постпроцессирования. Основная идея метода заключается в его названии, т.е. Инвариантности постпроцессора от особенностей станка и языка программирования системы ЧПУ. Иными словами Инвариантный Постпроцессор может быть настроен на генерацию программ для любых типов станков и любых систем с ЧПУ. На первый взгляд, это умеет и универсальный постпроцессор. Но вторая идея описываемого метода состоит в том, что настройка Инвариантного Постпроцессора на конкретный комплекс "станок-система ЧПУ" состоит не в написании алгоритмов трансляции "CLDATA->кадр УП", а в заполнении анкеты(паспорта), в которой всего лишь перечисляются параметры станка и системы с ЧПУ. И наконец, последней, но весьма важной идеей рассматриваемого метода является полная отчуждаемость от Разработчика, иными словами, изначально Инвариантный Постпроцессор является инструментом технолога, а не программиста.