Základy postprocesorů v Autodesk Fusion: jak fungují .CPS posty

Autodesk Fusion používá postprocesory k převodu drah nástroje z CAMu na strojově specifický program, který vyžaduje CNC řídicí systém. Postprocesory pro Fusion se obvykle ukládají jako soubory .cps a definují, jak se operace obrábění, nástroje, souřadnice, cykly a strojní funkce převádí do finálního NC výstupu.

Postprocesor může ovládat mnohem víc než jen formátování G-kódu. V závislosti na CNC stroji může řešit výměny nástrojů, pracovní posuny, vrtací cykly, polohování rotačních os, chování při zpětném pohybu, strojně specifické M-kódy, agregáty, bezpečnostní pohyby a dokonce strukturované nativní výstupní formáty.

Fusion nabízí postprocesory pro řadu běžných CNC řídicích systémů, ale obecná konfigurace automaticky neodpovídá každému fyzickému stroji. Postprocesor musí odpovídat reálnému řídicímu systému, kinematice stroje a konfiguraci výroby.

Tento průvodce vysvětluje, jak fungují postprocesory ve Fusion, kam v CAM workflow patří soubory .cps, co lze změnit přes Post Properties, kdy je potřeba upravit zdrojový kód postu a jak by se úpravy měly testovat před nasazením do produkce.

Dráha nástroje z CAMu popisuje, co má nástroj dělat. Postprocesor určuje, jak se tyto instrukce zapíší pro konkrétní CNC stroj.

Co je postprocesor Autodesk Fusion?

Postprocesor Autodesk Fusion je překladová vrstva mezi dráhami nástroje spočítanými v pracovním prostoru Manufacture a CNC programem, který se odesílá do stroje.

Fusion interně zná informace jako:

• pozici nástroje;
• směr řezání;
• orientaci nástroje;
• otáčky vřetena;
• pracovní posuv;
• číslo nástroje;
• pracovní souřadný systém;
• vrtací cykly;
• roviny obrábění;
• rychloposuvy a pracovní pohyby.

Řídicí systém CNC ale interní data z CAMu ve Fusion přímo nevykonává.

Během Post Process posílá Fusion strojní události zvolenému postprocesoru. Konfigurace .cps tyto události zpracuje a zapíše odpovídající strojní program.

U konvenční CNC frézky to může vyústit v G-kód ve stylu ISO.

U jiných CNC systémů, zejména dřevoobráběcích strojů, se stejné operace z Fusion mohou přeložit do zcela odlišného strojově specifického nebo strukturovaného výstupního formátu.

Obecnější vysvětlení toho, co dělá CNC postprocesor, najdete v našem průvodci CAM postprocessingem.

Kde ve Fusion workflow postprocesor zapadá?

Typický CAM workflow v Autodesk Fusion vypadá takto:

1. Vytvoření výrobního nastavení

Definice polotovaru, pracovního souřadného systému a orientace stroje.

2. Vytvoření operací obrábění

Vytvoření operací jako konturování, kapsování, vrtání, vyvrtávání nebo víceosé obrábění.

3. Výpočet drah nástroje

Fusion spočítá potřebný pohyb nástroje.

4. Simulace

Kontrola strategie obrábění, úběru materiálu a případných kolizí přímo ve Fusion.

5. Volba postprocesoru

Post musí odpovídat cílovému CNC stroji nebo řídicímu systému.

6. Konfigurace Post Properties

Pokud zvolený post nabízí konfigurovatelné vlastnosti, lze je před generováním programu upravit.

7. Post Process

Fusion spustí postprocesor .cps a vygeneruje CNC program.

8. Kontrola vygenerovaného výstupu

NC program by se měl zkontrolovat, než se dostane na stroj.

9. Ověření na CNC

Strojně specifické chování musí být nakonec ověřeno řízeným a bezpečným testovacím postupem.

Co je soubor .CPS v Autodesk Fusion?

Postprocesory Fusion obvykle používají příponu .cps.

Soubor .cps obsahuje logiku postprocessingu napsanou v JavaScriptu, která přijímá informace o obrábění z Fusion a převádí je do požadovaného strojního výstupu.

Postprocesor může definovat:

• hlavičky programu;
• čísla programů;
• pořadová čísla bloků;
• jednotky;
• formátování souřadnic;
• volání nástrojů;
• příkazy vřetena;
• posuvy;
• pracovní posuny;
• rychloposuvové polohování;
• pracovní pohyby;
• oblouky;
• vrtací cykly;
• korekci nástroje;
• změny pracovní roviny;
• rotační osy;
• chování při zpětném pohybu;
• strojně specifická makra;
• sekvence konce programu.

Produkční postprocesor proto může sahat od relativně jednoduchého 3osého generátoru G-kódu až po komplexní strojní rozhraní o tisících řádcích strojně specifické logiky.

Kde najdu postprocesory pro Fusion?

Autodesk poskytuje Post Library s konfiguracemi pro řadu běžných CNC strojů a řídicích systémů.

Standardní post z knihovny bývá dobrým výchozím bodem pro konvenční stroje s běžným chováním řídicího systému.

Shoda v názvu řídicího systému ale sama o sobě nezaručuje kompatibilitu.

Dva stroje se stejným řídicím systémem mohou mít například odlišné:

• konfigurace os;
• směry rotace;
• výměníky nástrojů;
• bezpečnostní pozice;
• strojní makra;
• funkce vřetena;
• sondovací funkce;
• vrtací cykly;
• chování pracovních posunů.

Post by se proto měl vždy ověřit proti reálné konfiguraci stroje před nasazením do produkce.

Oficiální Autodesk Fusion Post Library je nejlepší výchozí bod pro stažení postprocesoru pro běžný CNC stroj nebo řídicí systém.

Stáří stroje přidává další proměnnou: starší řídicí systém může syntaxi postprocesoru z knihovny akceptovat, ale přesto se potýkat s velikostí programu nebo rychlostí zpracování bloků. Přečtěte si náš návod na používání Autodesk Fusion se staršími CNC stroji, který popisuje, jak to řeší úpravy smoothingu, tolerance a postprocesoru.

Jak nainstalovat postprocesor v Autodesk Fusion

Vlastní nebo stažený soubor .cps lze přidat do post knihovny uživatele Fusion a poté ho vybrat při vytváření NC programu.

Přesné rozhraní se může mezi verzemi Fusion lišit, ale základní postup je:

1. Otevřete pracovní prostor Manufacture.
2. Otevřete Fusion Post Library.
3. Zvolte odpovídající osobní nebo lokální post knihovnu.
4. Importujte nebo zkopírujte postprocesor .cps.
5. Zvolte post při vytváření nebo úpravě NC programu.
6. Zkontrolujte dostupné Post Properties.
7. Před nasazením do produkce vygenerujte řízený testovací program.

Post Properties vs. úprava souboru .CPS

Ne každá úprava postprocesoru vyžaduje programování.

Řada postprocesorů pro Fusion nabízí konfigurovatelné Post Properties, které umožňují uživateli změnit vybrané chování bez úpravy zdrojového kódu .cps.

Tyto vlastnosti mohou ovládat volby jako:

• pořadová čísla bloků;
• volitelné zastavení;
• pracovní posuny;
• chování při zpětném pohybu;
• výstup chlazení;
• komentáře v programu;
• informace o nástroji;
• strojně specifické přepínače.

Zásadnější chování stroje obvykle vyžaduje zásah do zdrojového kódu .cps.

Post Properties jsou ideální pro chování, které vývojář postu záměrně udělal konfigurovatelným.

Úprava souboru .cps mění samotnou překladovou logiku, a proto vyžaduje hlubší znalost jak postprocessingu ve Fusion, tak cílového CNC stroje.

Jak funguje kód postprocesoru ve Fusion?

Postprocessing ve Fusion je řízen událostmi.

Jak Fusion zpracovává CAM program, postprocesor dostává události reprezentující jednotlivé části obráběcího programu.

Mezi běžné funkce postprocessingu patří:

• onOpen() — začátek CNC programu;
• onSection() — začátek nové sekce obrábění;
• onRapid() — rychloposuv;
• onLinear() — lineární pracovní pohyb;
• onCircular() — kruhová interpolace;
• zpracování pracovní roviny a rotačních os;
• zpracování vrtacích cyklů;
• onClose() — konec programu.

Postprocesor rozhoduje, jak se každá událost převede na strojní výstup.

Ukázka kódu

function onOpen() {
  writeComment("Program vygenerován Autodesk Fusion");
}
function onLinear(x, y, z, feed) {
  writeBlock(
    gMotionModal.format(1),
    xOutput.format(x),
    yOutput.format(y),
    zOutput.format(z),
    feedOutput.format(feed)
  );
}

Tento zjednodušený příklad ilustruje princip.

Když Fusion zpracovává lineární pracovní pohyb, onLinear() dostane potřebné souřadnice a posuv. Postprocesor pak tyto hodnoty naformátuje podle pravidel definovaných pro daný CNC stroj.

Produkční postprocesor obvykle obsahuje výrazně víc logiky pro modální příkazy, souřadnicové transformace, výměny nástrojů, cykly, limity stroje, víceosé chování a bezpečnostní funkce.

Příklad: změna strojně specifického výstupu

Jedním z nejjednodušších způsobů, jak pochopit postprocessing, je porovnat operaci z CAMu se strojním výstupem.

Předpokládejme, že Fusion používá:

Nástroj: T5
Otáčky vřetena: 18 000 ot/min
Operace: Kontura

Obecný CNC stroj může akceptovat:

T5 M6
S18000 M3

Jiný stroj může vyžadovat sekvenci jako:

M5
G53 G0 Z0
T5 M6
S18000 M3

Dráha nástroje z Fusion se nezměnila.

Rozdíl je celý uvnitř strojně specifické logiky postprocessingu.

Stejný princip platí pro:

• pracovní posuny;
• korekci nástroje;
• vrtací cykly;
• příkazy vřetena;
• bezpečnostní zpětné pohyby;
• polohování rotačních os;
• volbu agregátu;
• strojní makra.

Proto je opakované ruční opravování stejného NC kódu obvykle méně spolehlivé než oprava pravidla v postprocesoru.

Mám upravit G-kód, nebo opravit postprocesor?

Ruční úprava může být užitečná při řešení problémů, ale neměla by být běžnou součástí opakovaného produkčního workflow.

Pokud je stejná oprava potřeba po každém Post Process, oprava obvykle patří do postprocesoru.

Typické opakující se úpravy, které je potřeba prošetřit:

• změna stejného M-kódu;
• vkládání stejného bezpečnostního pohybu;
• oprava čísel nástrojů;
• změna pracovních posunů;
• úprava pozic zpětného pohybu;
• změna syntaxe vrtání;
• oprava příkazů vřetena;
• přidávání stejné hlavičky programu;
• změna výstupu rotačních os;
• oprava příkazů korekce nástroje.

Spolehlivý workflow z CAMu na stroj by měl minimalizovat opakované ruční změny vygenerovaných produkčních programů.

Korekce nástroje je dobrým příkladem toho, jak spolu interagují nastavení CAMu ve Fusion a logika postprocesoru. Režimy korekce jako In Control nebo Wear vyžadují, aby strategie CAMu a vygenerované příkazy řídicího systému fungovaly správně dohromady. Podívejte se na náš návod na korekci nástroje v Autodesk Fusion pro praktický příklad toho, jak nastavení CAMu ovlivňuje vygenerovaný CNC program.

Co se mění u 4osých a 5osých postů Fusion?

Víceosé postprocesory vyžadují víc než jen výstup dalších souřadnic A, B nebo C.

Postprocesor musí rozumět:

• kinematice stroje;
• směru rotačních os;
• limitům rotačních os;
• preferované orientaci;
• chování pro nejkratší dráhu;
• indexovaným pracovním rovinám;
• simultánní orientaci nástroje;
• chování stroje s TCP nebo bez TCP;
• bezpečným zpětným pohybům;
• souřadnicovým transformacím;
• singularitám a limitům stroje.

3osý post by proto neměl být přeměněn na produkčně použitelný 5osý post pouhým přidáním výstupu rotačních os.

Konfigurace postu musí odpovídat reálné fyzické kinematice a chování řídicího systému stroje.

Postprocesory Fusion pro dřevoobráběcí CNC stroje

Dřevoobráběcí CNC stroje obvykle vyžadují výrazně víc strojně specifického postprocessingu než konvenční 3osé frézky.

Kromě hlavního vřetena může obráběcí centrum pro dřevo obsahovat:

• vertikální vrtací vřetena;
• horizontální vrtací vřetena;
• vícevřetenové vrtací hlavy;
• pilové agregáty;
• úhlové hlavy;
• automatické polohování obrobku;
• více vakuových zón;
• obrábění 3+2;
• simultánní 5osé obrábění.

Výstup může navíc používat nativní strojní formát místo konvenčního ISO G-kódu.

Typické workflow:

V těchto případech může postprocesor Fusion potřebovat přeložit operaci z CAMu na strukturovanou strojní operaci, místo aby jen zapsal XYZ souřadnice.

Vrtací operace vytvořená ve Fusion se například může muset stát nativním vrtacím příkazem, který vybere konkrétní vřeteno z vícevřetenové vrtací hlavy.

Přečtěte si víc o použití Fusion pro dřevoobráběcí CNC a automatizovaných výrobních workflow.

Podívejte se na příklad strojně specifického postprocesoru SCM Maestro XCS pro Autodesk Fusion.

Podívejte se na náš příklad integrace Fusion a Holzher NC HOPS pro reálný dřevoobráběcí workflow.

Jak se postprocesory Fusion upravují?

Jednoduchá nastavení lze často vyřešit přes Post Properties.

Strojně specifický vývoj vyžaduje úpravu zdrojového kódu .cps.

Typický vývojový workflow zahrnuje:

1. Uchovejte zálohu původního postu.
2. Pracujte na samostatné vývojové kopii.
3. Vygenerujte malý řízený CAM program.
4. Porovnejte vygenerovaný výstup s ověřeným programem ze stroje.
5. Upravujte vždy jedno chování najednou.
6. Znovu vygenerujte stejný test.
7. Porovnejte výsledný NC výstup.
8. Před přidáním další složitosti změnu ověřte.

U složitých strojů by měl vývoj postu vycházet jak z požadavků řídicího systému, tak z reálné konfigurace stroje.

Post, který generuje syntakticky platný kód, není nutně produkčně připravený, pokud jeho výměny nástrojů, rotační osy, vrtací cykly nebo bezpečnostní logika neodpovídají reálnému CNC.

Jak bezpečně otestovat postprocesor Fusion

Nový nebo upravený postprocesor by se měl testovat postupně.

Nezačínejte ověřování s rozsáhlým produkčním programem.

Doporučená posloupnost ověřování

1. Hlavička a patka programu — Zkontrolujte čísla programů, jednotky, modální příkazy a chování na konci programu.
2. Základní polohování — Otestujte jednoduché rychloposuvové a pracovní pohyby XYZ.
3. Příkazy vřetena — Zkontrolujte směr otáčení a výstup otáček.
4. Výměny nástrojů — Ověřte čísla nástrojů, pozice výměny a potřebné strojní příkazy.
5. Pracovní posuny — Zkontrolujte souřadné systémy jako G54 nebo jejich strojní ekvivalent.
6. Konturování — Otestujte lineární a kruhové pohyby.
7. Vrtání — Ověřte vrtací cykly, pozice zpětného pohybu a chování posuvu.
8. Korekce — Otestujte režimy korekce, které se skutečně použijí v produkci.
9. Rotační osy — U víceosých strojů ověřte indexované pohyby dřív, než přejdete na simultánní obrábění.
10. Strojně specifické funkce — Otestujte agregáty, makra, sondování nebo další volby stroje samostatně.
11. Řízené ověření na stroji — Proveďte finální test na reálném CNC s odpovídajícími bezpečnostními postupy stroje.

Časté problémy s postprocesory Fusion

Výměna nástroje je nesprávná

Možné příčiny:

• špatná sekvence stroje;
• nesprávné číslování nástrojů;
• chybějící bezpečnostní zpětný pohyb;
• neimplementované strojně specifické makro.

Výška zpětného pohybu je špatně

Možné příčiny:

• logika zpětného pohybu specifická pro post;
• zpracování odjezdové/bezpečné výšky;
• konfigurace bezpečné pozice;
• logika přechodu rotačních os.

Výstup vrtání je špatně

Možné příčiny:

• nepodporovaný pevný cyklus;
• formát cyklu specifický pro řídicí systém;
• logika vrtací hlavy;
• nesprávný režim zpětného pohybu.

Rotační osa jede oklikou

Možné příčiny:

• preference rotační osy;
• rozsah osy;
• cyklická konfigurace;
• nastavení nejkratší dráhy;
• kinematika stroje.

Simulace ve Fusion je správná, ale pohyb stroje ne

Možné příčiny:

• výstup postprocesoru;
• konfigurace stroje;
• nastavení řídicího systému;
• pracovní posuny;
• transformace rotačních os;
• neshoda TCP / bez TCP.

Při řešení problémů vždy rozdělte problém do tří vrstev: dráha nástroje CAM → výstup postprocesoru → chování CNC stroje.

To výrazně usnadní určit, kde chyba skutečně vznikla.

Postprocesory Autodesk Fusion pro CNC stroje

CCSOFTCZ vyvíjí a upravuje postprocesory Autodesk Fusion pro konvenční CNC řídicí systémy i pro dřevoobráběcí obráběcí centra. Podívejte se na kompletní seznam podporovaných postprocesorů pro Fusion.

Projekty mohou zahrnovat:

• 3osé CNC stroje;
• 4osé stroje;
• obrábění 3+2;
• simultánní 5osé obrábění;
• vrtací hlavy;
• agregáty;
• strojně specifická makra;
• ISO G-kód;
• strukturované nebo nativní CNC formáty.

Zobrazit podporované postprocesory pro Fusion →