淺談計算機輔助制造軟件在數(shù)控加工中的應(yīng)用

張建雷 山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院

引言

由于計算機科技的快速發(fā)展，在數(shù)控加工制造中越來越多的使用計算機輔助軟件，軟件的性能對零件的加工作業(yè)、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等方面產(chǎn)生直接而重要的影響。 常見的計算機輔助軟件，例如Pro/ENGINEER、MasterCAM等。選用哪款軟件，要根據(jù)實際的工作需求，結(jié)合設(shè)計到制造過程中零件的特征、加工的工藝、生成的刀具等信息，同時還要滿足后置處理生成的數(shù)控加工代碼的要求。

1 Pro/E軟件的優(yōu)勢分析

Pro/E軟件由美國PTC公司研發(fā)，是一款結(jié)合了CAD/CAM/CAE于一體的三維軟件。因為引領(lǐng)和規(guī)范了世界機械領(lǐng)域的新標準，Pro/E軟件得到廣泛的認可與推崇，成為當前的主流軟件之一。尤其是國內(nèi)的產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，因為Pro/E軟件的參數(shù)化特征顯著，是最早應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)的軟件，所以對行業(yè)領(lǐng)域具有重要的影響。

Pro/E軟件主要實行模塊化機制運行，能夠分別進行多項工作處理，包括繪制草圖、設(shè)計裝配、設(shè)計鈑金、制作零件、加工處理等環(huán)節(jié)，設(shè)計者能夠根據(jù)實際的工作需要，選擇所需要的模塊功能。與以往的CAD/CAM系統(tǒng)不一樣，Pro/E建立于基層統(tǒng)一的單一數(shù)據(jù)庫，也就是將所有的工程資料，都存放在一個數(shù)據(jù)庫中，且每個獨立的用戶都只圍繞一件產(chǎn)品工作。換句話來說，設(shè)計者在全部的設(shè)計過程中，不論改動或調(diào)整哪個部分，同樣會引起其他相關(guān)環(huán)節(jié)的變化。

2 計算機輔助制造過程分析

利用電子數(shù)字計算機技術(shù)，機械制造業(yè)通過數(shù)值控制機床與設(shè)備，實現(xiàn)產(chǎn)品制造過程，包括加工、裝配 、檢測和包裝等環(huán)節(jié)，而這整個過程就被稱為計算機輔助制造（CAM）。總之，計算機輔助制造，就是計算機進入制造過程的總體概念。而計算機輔助制造系統(tǒng)，主要實現(xiàn)兩個功能，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與過程自動化。此系統(tǒng)過程所覆蓋的工作范圍，主要包括計算機數(shù)控、計算機輔助過程設(shè)計。其中的計算機數(shù)值控制，處于整個計算機輔助制造系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，直接對計算機應(yīng)用于制造生產(chǎn)過程產(chǎn)生影響。

從自動化的角度看，數(shù)控機床加工，實質(zhì)上就是實現(xiàn)工序自動化的加工過程。零件部分或全部機械加工過程自動化，主要在加工中心完成；一族零件或不同族零件的自動化加工，則主要通過計算機直接控制和柔性制造系統(tǒng)來實現(xiàn)。具體而言，計算機輔助制造系統(tǒng)，主要由兩個部分組成，即硬件部分和軟件部分。硬件方面，由數(shù)控機床、加工中心、計算機、輸送裝置、檢測裝置、存儲裝置、裝卸裝置等部件組成。而軟件方面，包括數(shù)據(jù)庫、作業(yè)計劃編制與調(diào)度、數(shù)控程序編制、工藝過程設(shè)計、工裝設(shè)計、質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)。

數(shù)控系統(tǒng)則主要來控制機床，參照輸入的零件圖紙信息，同時結(jié)合工藝過程及工藝參數(shù)。再按照人機交互的方法，建立數(shù)控加工程序。然后，通過電脈沖數(shù)與伺服驅(qū)動系統(tǒng)，最終完成機床部件的相應(yīng)運動。而以前的數(shù)控機床技術(shù)，主要依賴于數(shù)控紙帶所儲藏的零件加工信息，再利用光電閱讀機來讀取，最后實現(xiàn)機床加工控制。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展普及，現(xiàn)代數(shù)控機床功能不斷完善，可以通過閱讀機一次性讀取所有的加工信息。而部分計算機集成制造系統(tǒng)，其基礎(chǔ)設(shè)備采用的數(shù)控機床更加先進，取消了光電閱讀機讀取環(huán)節(jié)，直接接受CAPP的傳遞信息。所以，數(shù)控編程就是指根據(jù)CAD的零件幾何信息、CAPP的零件工藝信息，自動或在人工干預(yù)下生成數(shù)控代碼。可見，采用數(shù)控語言進行編程，一定程度上簡化了手工編程程序，但仍然需要編程人員親自編寫源程序代碼。而CAD/CAM編程技術(shù)也應(yīng)運而生，當前的大型CAD/CAM應(yīng)用軟件，幾乎都開設(shè)了數(shù)控編程功能。據(jù)此編程人員不用編寫數(shù)控源程序，只調(diào)出CAD數(shù)據(jù)庫零件圖形文件，采用多級功能菜單，最后設(shè)計人機界面即可。這種整體的操作流程，更加便捷和高效，能夠?qū)崿F(xiàn)加工部位圖形元素幾何信息的查詢，以及工藝處理設(shè)計信息、計算刀具中心軌跡、定義刀位文件數(shù)據(jù)等內(nèi)容的展示。

3 結(jié)語

計算機數(shù)控技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，其加工精度與可靠性都呈現(xiàn)出高水準的顯著特征。現(xiàn)今的數(shù)控技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備屬于最新的亮點，該技術(shù)能夠充分實現(xiàn)生產(chǎn)線及制造企業(yè)的各種信息集成設(shè)計需求。同時，數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化，也促進了新的制造模式誕生，例如敏捷制造、虛擬企業(yè)等。可見，數(shù)控加工領(lǐng)域的計算機信息化發(fā)展，已成為當代該行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。通過積極引入計算機輔助制造軟件，極大地改善數(shù)控加工的工作效率與質(zhì)量，從而提升制造業(yè)的行業(yè)發(fā)展水平，有利于我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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