CAXA制造工程師在數控加工中的應用研究

李芹

摘 要：為了促進我國現代制造業的健康發展，特別是進一步促進我國數控加工技術水平的提高，本文專門探討了CAXA制造工程師在數控加工中應用問題；在概述CAXA制造工程師軟件及其功能特點等內容基礎上，詳細介紹了CAXA制造工程師軟件界面構成及所承擔的功能，最后從“工作流程”角度深入探討了CAXA制造工程師在數控加工中的應用。

關鍵詞：CAXA 制造工程師 數控加工 應用

中圖分類號：TG68 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0001-02

在現代科學技術進步因素的影響下，我國制造業生產水平有了明顯、大幅度提升，尤以數控加工技術在現代制造業領域的應用為代表，實現了我國現代制造業的飛躍性發展；這也由此奠定了數控加工技術在制造業領域的地位，深入研究、改進數控加工技術成為提升現代制造業生產水平的重要切入點與有力措施，也因此成為一個極具研究價值的課題；但是數控加工技術水平的提高也不是一蹴而就的，其亦是在一系列新技術、新軟件的開發與應用基礎上逐步得到提高。鑒于數控加工技術改進、應用對促進現代制造業發展的重要作用，筆者結合工作實際，以CAXA制造工程師軟件為切入點，深入探討了CAXA制造工程師在數控加工中的應用問題，在概述CAXA制造工程師軟件及其功能特點等內容基礎上，詳細介紹了CAXA制造工程師軟件界面構成及所承擔的功能，最后從“工作流程”角度深入探討CAXA制造工程師軟件在數控加工中的應用。

1 CAXA制造工程師軟件概述

1.1 CAXA制造工程師軟件簡介

CAXA制造工程師是由我國北航海爾軟件有限公司研發的一款全中文、專門面向數控銑床和加工操作的三維制圖軟件；具體分為CAD（計算機輔助設計）件和CAM（計算機輔助制造）軟件。計算機輔助設計（CAD）是指工程設計人員應用相關計算機軟件進行產品設計的過程，主要包括對產品的造型設計、工藝規程設計、結構分析和有限元分析等環節，具體應用于機械、電子、汽車、建筑、航空航天等領域；計算機輔助設計大大縮短了產品設計周期，提高了產品設計質量及整體設計效果。計算機輔助制造（CAM）是指提前應用相關計算機軟件來模擬、分析產品的生產制造過程，起到指導、改進實際產品生產制造過程的作用，最典型的應用就是數控機床；數控機床最主要的特征就是由專業操作人員借助編輯好的程序代碼、指令等控制機床的生產運作。隨著各種功能數控機床的應用， “加工中心”概念應運而生，其除實現對具體產品的生產加工外，亦能實現對數控機床的控制，比如從刀庫中自動換刀及自動轉換等。

1.2 CAXA制造工程師功能特點

CAXA制造工程師軟件的強大之外在于其相對較為完美的功能特點，特別是其對現代制造業發展及數控機床應用要求的高度契合；具體表現為以下兩點：第一，與現代制造業產品曲面要求的完美契合。主要體現為方便的特征實體造型設計支持、強大的NURSBS自由曲面造型設計支持和靈活的曲面真實復合造型設計支持，除上述“支持”外，它還完美保證了設計的精確性及操作的簡便性，我們甚至可以說CAXA制造工程師軟件就是為現代制造業專門設計開發的。第二，與數控加工要求的高度完善契合。CAXA制造工程師軟件支持數控加工應用方面的功能特點更加明顯，不僅能滿足兩軸到三軸的數控加工功能需求，還能滿足四軸到五軸的數控加工功能需求；還有就是CAXA制造工程師軟件較好支持了高速數控加工，特別是高速數控加工要求的參數化軌跡編輯和軌跡批處理，以及高速數控加工要求的仿真、代碼驗證、工藝控制和通用后置處理等，這是其他CAD/CAM軟件所做不到。

2 CAXA制造工程師軟件界面構成及功能分析

操作界面設計之所以重要是因為操作界面擔負著與用戶的交流互動，是軟件與用戶最重要的交流互動渠道，要求其不僅能較好地呈現軟件的功能，亦要求較好地支持用戶的判斷和操作。總體而言，CAXA制造工程師軟件界面風格與Windows操作系統界面風格類似，都是借助于內部菜單和相關工具條等完成軟件功能的具體操作。為了使人們更加深入地了解CAXA制造工程師軟件功能及使用，也是為了更好地促進CAXA制造工程師軟件在數控加工的應用，下面筆者詳細地介紹了CAXA制造工程師軟件的界面構成及所承擔的功能。

2.1 繪圖區及其功能分析

一般設計類軟件都有自己專門的繪圖區，所謂繪圖區是指一塊專門用業供用記進行繪圖操作的區域；繪圖區可以說是CAXA制造工程師軟件最重要的工作區域，用戶最主要的、與設計相關的工作流程都是在繪圖區內完成的；具體而言，CAXA制造工程軟件繪圖區主要用來完成用戶對產品造型、結構等設計。

2.2 下拉菜單條及其功能分析

下拉菜單條不僅在設計類軟件中應用，其在一般應用類軟件中亦使用，是我們日常生活、工作中所用的軟件是展示其功能的最主要形式；就CAXA制造工程師軟件而言，下拉菜單條主要有以下部分或者說用來完成以下功能，具體有對文件、顯示等細節的操作，而且下拉菜單中不僅有主菜單，主菜單下還有子菜單，它們彼此配合完成軟件各功能的展示與應用。

2.3 立即菜單及其功能分析

所謂立即菜單，其可以理解為用來執行一些具體操作的菜單、工具或者說命令；立即菜單功能具有明顯的即時性，其在使用的一刻即表示某項功能的實現與完成，用戶會立刻查看到所實現的功能效果。以用戶進行工作繪圖為例，如果用戶的繪圖或者參數修改操作在沒有錯誤的情況下，會立即看到操作所帶來的效果；這就是產品設計領域所說的“所見即所得”。

2.4 快捷菜單及其功能分析

快捷菜單是CAXA制造工程師軟件中比較常見的操作應用形式，軟件會根據鼠標所在位置的不同彈出各種可能操作的快捷菜單來供用戶選擇使用，用戶可以根據快捷菜單的提示使用相應功能，而不需要專門去找到該功能來應用，快捷菜單的設計與應用極大地提高了用戶的工作效率?？旖莶藛蔚膽煤芎玫伢w現了軟件功能的人性化與智能化。

3 CAXA制造工程師在數控加工中的應用研究

3.1 應用前的準備工作

數控加工在正式應用CAXA制造工程師前需要做好相關準備工作，其中最主要的就是要根據相關產品設計圖紙要求制定具體的產品零部件加工工藝方案，主要工作流程如下；第一，確定加工物件的外在形式；第二，確定操作技術是否符合規范；第二，確定裝夾方式是否符合操作標準；第三，確定選擇使用的切削工具是否符合要求；第四，確定相關加工工藝參數；第五，對加工工可以說順序進行調整等；最終形成一個具體的加工工藝方案。

3.2 繪制產品三維模型

在確定具體的加工工藝方案基礎上，就可以利用CAXA制造工程師軟件繪制產品的三維模型。在實際繪制過程中，可以同時采用二維平面圖與三維實體模型兩種方式，即將二維平面圖中的相關線利用軟件的曲線投影功能引入到三維實體模型中，從而實現二維平面圖與三維立體圖數據的交換共享，這將會大大提高產品三維模型的繪制效率。繪制產品三維模型是CAXA制造工程師軟件在數控加工中應用的最主要內容，是后續利用數控機床成功完成產品加工的關鍵。

3.3 生成加工輪廓軌跡

這里的加工輪廓軌跡，確切來說就是利用數控機床加工產品時所用刀具的運行軌跡；加工刀具運行軌跡設計科學、準確與否，直接影響到是否能利用數控機床成功加工所需產品，一旦加工刀具運行軌跡存在偏差，將會直接導致產品加工失敗。要求用戶能夠根據產品的形狀特點、加工工藝規程等靈活運用CAXA制造工程師中的平面區域粗加工、平面輪廓精加工、輪廓線精加工、等高線粗加工、參數線精加工、倒圓角加工等方法。

3.4 加工軌跡仿真分析

在設計與生成加工輪廓軌跡后，為了保證設計的科學性、準確性，我們可以利用CAXA制造工程師軟件來進行仿真分析；即在CAXA制造工程師軟件中將加工輪郭軌跡調整為三維真實狀態，來模擬實際切削過程，以此來確定刀具運行軌跡及相關材料運作過程是否存在錯誤，這就需要設計人員嚴格檢驗與刀具相關的設計細節，并且通過一些技術、手段進行優化，切實保證設計的精確性，避免因為設計錯誤導致產品加工失敗。

3.5 正式生成G代碼

當完成加工軌跡仿真后，我們就可以選擇符合加工輪廓軌跡的刀具在經過后置處理后，根據加工中心機床系統的不同、操作者要求不同、需要的格式不同等特點進行參數修改，修改后一定要保存相關設置，最終生成合適數控加工系統的代碼指令程序，我們稱其為G代碼。在成功生成G代碼程序，就可以通過運行G代碼來控制數控機床進行產品加工操作；G代碼是可以反復使用的，從而實現產品的批量生產。

3.6 代碼的傳輸與加工

在成功生成G代碼后，為了保證數控機床能依據G代碼指令工作，還需要我們使用專門的傳輸軟件傳輸給數控機床，比較有代表性的G代碼傳輸軟如CAXADNC和華中數控通訊軟件等，具體可以采用兩種方式完成G代碼傳輸：一種是固定傳輸，另一種是在線傳輸；固定傳輸指的是考慮到G代碼程序短占用內存小，可以一次性傳輸到數控機床中，全部G代碼程序將被保存于機床中；而在線傳輸指的考慮到G代碼程序長且占用內存大，數控機床內存無法一次容納全部程序，故采用在線傳輸方式，即邊加工邊傳輸。

4 結語

數控加工技術在我國現代制造業領域的應用，極大地提高了我國現代制造業的生產水平，實現了我國現代制造業的飛躍性發展；而CAXA制造工程師軟件在數控加工中的應用極大地提高了數控加工的技術水平與生產效率，對我國現代制造業發展注入了新鮮活力。目前，雖然CAXA制造工程師在數控加工中的應用已進入成熟時期，但仍然需要我們予以充分關注及深入研究，促進其在數控加工中的科學應用，促進我國現代制造業的健康發展。

參考文獻

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