數(shù)控仿真實(shí)用技術(shù)探討

向杰

摘 要 所謂數(shù)控加工仿真，就是采用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的手段對(duì)加工走刀和零件切削過程進(jìn)行摸擬，具有快速，仿真度高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。它采用可視化技術(shù)，通過仿真和建模軟件，模擬實(shí)際的加工過程，并提供錯(cuò)誤信息的反饋，使工程人員能預(yù)先看到制造過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的不足，有效預(yù)測(cè)數(shù)控加工過程和切削過程的可靠性和高效性。

關(guān)鍵詞 數(shù)控加工 仿真技術(shù) 加工手段

中圖分類號(hào)：TP391.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.07.031

Practical Technology of NC Simulation

XIANG Jie

（Sichuan TOP IT Vocational Institute， Chengdu， Sichuan 611743）

Abstract The so-called NC simulation， is the use of computer graphics tools for machining pass and parts simulates the cutting process， with fast， simulation and high， and low cost. It uses visualization techniques， through simulation and modeling software to simulate the actual process， and provide feedback error messages， so that engineers can see the manufacturing process in advance， to detect deficiencies in the production process， effectively predict CNC machining processes and cutting reliability and efficiency of the process.

Key words NC; simulation technology; processing means

數(shù)控加工仿真系統(tǒng)可以在計(jì)算機(jī)屏幕上完成數(shù)控加工程序的輸入輸出、數(shù)控機(jī)床操作、工件加工、虛擬測(cè)量等數(shù)控加工全過程，機(jī)床操作面板和操作步驟與相應(yīng)的實(shí)際數(shù)控機(jī)床完全相同，學(xué)生在這種虛擬工業(yè)環(huán)境中可以學(xué)習(xí)掌握數(shù)控機(jī)床的加工操作方法。因此，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)既可以使培訓(xùn)得到實(shí)物操作訓(xùn)練的目的，又可大大減少昂貴的設(shè)備投入。為此，目前許多大中院校均采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)和真實(shí)數(shù)控機(jī)床相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)控專業(yè)對(duì)口相關(guān)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。那么怎樣才能讓學(xué)生在仿真過程中將所學(xué)專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用及快速地仿真呢？ 下面以加工如圖1所示零件為例談?wù)剶?shù)控仿真過程中的一些簡(jiǎn)便方法。

圖1

1 用MasterCAM9.0進(jìn)行軌跡仿真并生成FANUC系統(tǒng)程序

（1）將其它CAD/CAM軟件繪制的三維圖形轉(zhuǎn)化至MasterCAM9.0中。MasterCAM軟件能承受來自UG、PRO/E、Cimatron、CAXA、SolidWorks和AutoCAD等常見CAD/CAM系統(tǒng)的2D/3D文件格式，能完成從2D設(shè)計(jì)到3D設(shè)計(jì)及CAM編程的技術(shù)過程，適合于各種數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床，且MasterCAM與其他CAD軟件很容易交換信息，也就是說其他軟件繪制的圖形一般不用做進(jìn)一步的處理就能夠?yàn)镸asterCAM所利用，其加工相當(dāng)方便，但其造型功能不如PRO/E UG等強(qiáng)，然而后者加工不如MasterCAM方便，所以，我們可以利用其它CAD/CAM軟件繪制出三維圖形轉(zhuǎn)化至MasterCAM中來加工，其轉(zhuǎn)化方法為：將其它CAD/CAM軟件繪制出的圖形以擴(kuò)展名IGS的形式保存，然后打開MasterCAM9.0軟件調(diào)用即可，以PRO/E造出的三維圖形轉(zhuǎn)化到MasterCAM9.0中為例，首先在PRO/E中造出零件的三維圖型。然后，單擊文件，選擇保存副本，在類型選項(xiàng)中選擇IGES，在新建名稱中輸入零件名稱，然后確定。關(guān)閉PRO/E，打開MasterCAM9.0，點(diǎn)擊主菜單中的文件—文件轉(zhuǎn)換—IGES—讀取，在查找范圍內(nèi)找到零件保存的地址，在文件類型中選擇IGES，選中文件名稱并打開，用PRO/E造出的零件三維圖型轉(zhuǎn)至MasterCAM9.0中。

（2）在MasterCAM9.0中造型進(jìn)行軌跡仿真并生成FANUC系統(tǒng)程序。對(duì)零件進(jìn)行軌跡仿真時(shí)，一般的步驟是將零件的三維圖形在MasterCAM9.0中造出，然后加工，在MasterCAM9.0造出的零件圖型。但這種方法造三維圖型時(shí)步驟較多，速度較慢，我們不妨用另一種方法，就是只畫出零件的俯視圖，然后加工在參數(shù)對(duì)話框中輸入合適的參數(shù)，兩種方法勻可得到零件的加工效果，但我們不難看出如果零件的俯視圖能反映出零件所需加工輪廓用只畫出零件的府視圖的方法更加簡(jiǎn)單、快速、直觀。零件進(jìn)行軌跡仿真后，可返回MasterCAM9.0中操作介面主菜單，單擊刀具路徑—操作管理，選擇后處理程式MPFAN，生成的程序。

2 將FANUC系統(tǒng)程序轉(zhuǎn)化為SIEMENS802S/802C系統(tǒng)程序并將程序?qū)氩僮鹘槊?/p>

（1）將FANUC系統(tǒng)程序轉(zhuǎn)化為SIEMENS802S/802C系統(tǒng)程序。在桌面上新建一文本文檔并打開，將生成的程序復(fù)制到該文本文檔中，然后進(jìn)行編輯。將程序第二句前的所有字符刪除并寫上G54，刪除有括號(hào)的所有字符，刪除SIEMENS802S/802C所不能認(rèn)識(shí)的A0、G28、%、G02或G03后跟的進(jìn)給速度及長(zhǎng)度補(bǔ)正，G28可改為G74。將程序中的R改為CR=，保存文件。

（2）程序的導(dǎo)入。上面生成的程序，如果我們用手動(dòng)輸入操作面板，不僅速度慢，而且容易出錯(cuò)。因此，我們可以將程序直接轉(zhuǎn)入操作面板，其具體方法為：打開斯沃?jǐn)?shù)控仿真進(jìn)入銑床操作面板，單擊文件——打開，在文件類型中選擇擴(kuò)展名為TXT的文件，找到原程序存放的地址，選擇文件并打開程序，數(shù)控機(jī)床操作面板上顯示輸入的程序。如圖2所示。

圖2

圖3

3 實(shí)體仿真過程中數(shù)控機(jī)床的快速對(duì)刀

（1）常規(guī)對(duì)刀方法。數(shù)控程序一般按工件坐標(biāo)系編程，對(duì)刀過程就是建立在工件坐標(biāo)系編程與機(jī)床坐標(biāo)系之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的過程，將工件的上表面中心點(diǎn)設(shè)為工件坐標(biāo)系原點(diǎn)。常規(guī)對(duì)刀方法的思路是：選擇一把適合于加工此零件的刀具，讓刀具先靠近零件的右邊，記錄下此時(shí)的位置，然后，又讓刀具靠近零件的左邊，記錄下此時(shí)的位置，通過此兩位置的值計(jì)算出零件的X方向中點(diǎn)，用同樣的方法計(jì)算出零件Y軸方向的中點(diǎn)，Z軸方向可在零件表面對(duì)刀也可用量塊對(duì)刀。此對(duì)刀方法與數(shù)控機(jī)床操作時(shí)對(duì)刀方法一樣，是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)控操作的關(guān)鍵。但此方法對(duì)刀速度較慢，如果學(xué)生在已知道此種對(duì)刀方法后，每次仍然用這樣的方法來對(duì)刀定會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。這時(shí)我們最好選擇另一種快速對(duì)刀的方法。

（2）快速對(duì)刀方法。分析零件的加工工藝，選擇適合于加工某道工序的刀具，我們可以選擇一把直徑為20，長(zhǎng)為120的刀具，打開斯沃仿真軟件選擇毛坯設(shè)置，得到如圖3所示圖型。

在輸入存貯器中選擇G54，在設(shè)置毛坯對(duì)話框中設(shè)置工件原點(diǎn)位置，此零件工件原點(diǎn)設(shè)置在上表面中心位置在X、Y、Z三個(gè)方向分別輸入0、0、120（因前面選用的刀具長(zhǎng)度為120）即可，然后設(shè)置好零件的尺寸勾選更換加工原點(diǎn)更換工件對(duì)話框。單擊”刀補(bǔ)”按鈕進(jìn)入刀補(bǔ)輸入畫面，輸入刀具半徑補(bǔ)償值。選擇零件的加工程序加工出零件產(chǎn)品。如圖4所示。

圖4

參考文獻(xiàn)

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