數(shù)控仿真實用技術(shù)探討

向杰

摘 要 所謂數(shù)控加工仿真，就是采用計算機圖形學的手段對加工走刀和零件切削過程進行摸擬，具有快速，仿真度高，成本低等優(yōu)點。它采用可視化技術(shù)，通過仿真和建模軟件，模擬實際的加工過程，并提供錯誤信息的反饋，使工程人員能預先看到制造過程，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的不足，有效預測數(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：TP391.6 文獻標識碼：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)可以在計算機屏幕上完成數(shù)控加工程序的輸入輸出、數(shù)控機床操作、工件加工、虛擬測量等數(shù)控加工全過程，機床操作面板和操作步驟與相應的實際數(shù)控機床完全相同，學生在這種虛擬工業(yè)環(huán)境中可以學習掌握數(shù)控機床的加工操作方法。因此，通過數(shù)控加工仿真系統(tǒng)既可以使培訓得到實物操作訓練的目的，又可大大減少昂貴的設備投入。為此，目前許多大中院校均采用數(shù)控加工仿真系統(tǒng)和真實數(shù)控機床相結(jié)合的方式進行數(shù)控專業(yè)對口相關(guān)實訓教學。那么怎樣才能讓學生在仿真過程中將所學專業(yè)知識綜合運用及快速地仿真呢？ 下面以加工如圖1所示零件為例談談數(shù)控仿真過程中的一些簡便方法。

圖1

1 用MasterCAM9.0進行軌跡仿真并生成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設計到3D設計及CAM編程的技術(shù)過程，適合于各種數(shù)控系統(tǒng)的機床，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一步的處理就能夠為MasterCAM所利用，其加工相當方便，但其造型功能不如PRO/E UG等強，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中造型進行軌跡仿真并生成FANUC系統(tǒng)程序。對零件進行軌跡仿真時，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單、快速、直觀。零件進行軌跡仿真后，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，將生成的程序復制到該文本文檔中，然后進行編輯。將程序第二句前的所有字符刪除并寫上G54，刪除有括號的所有字符，刪除SIEMENS802S/802C所不能認識的A0、G28、%、G02或G03后跟的進給速度及長度補正，G28可改為G74。將程序中的R改為CR=，保存文件。

（2）程序的導入。上面生成的程序，如果我們用手動輸入操作面板，不僅速度慢，而且容易出錯。因此，我們可以將程序直接轉(zhuǎn)入操作面板，其具體方法為：打開斯沃數(shù)控仿真進入銑床操作面板，單擊文件——打開，在文件類型中選擇擴展名為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)控機床操作面板上顯示輸入的程序。如圖2所示。

圖2

圖3

3 實體仿真過程中數(shù)控機床的快速對刀

（1）常規(guī)對刀方法。數(shù)控程序一般按工件坐標系編程，對刀過程就是建立在工件坐標系編程與機床坐標系之間對應關(guān)系的過程，將工件的上表面中心點設為工件坐標系原點。常規(guī)對刀方法的思路是：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，記錄下此時的位置，然后，又讓刀具靠近零件的左邊，記錄下此時的位置，通過此兩位置的值計算出零件的X方向中點，用同樣的方法計算出零件Y軸方向的中點，Z軸方向可在零件表面對刀也可用量塊對刀。此對刀方法與數(shù)控機床操作時對刀方法一樣，是學生學習數(shù)控操作的關(guān)鍵。但此方法對刀速度較慢，如果學生在已知道此種對刀方法后，每次仍然用這樣的方法來對刀定會浪費大量的時間。這時我們最好選擇另一種快速對刀的方法。

（2）快速對刀方法。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，長為120的刀具，打開斯沃仿真軟件選擇毛坯設置，得到如圖3所示圖型。

在輸入存貯器中選擇G54，在設置毛坯對話框中設置工件原點位置，此零件工件原點設置在上表面中心位置在X、Y、Z三個方向分別輸入0、0、120（因前面選用的刀具長度為120）即可，然后設置好零件的尺寸勾選更換加工原點更換工件對話框。單擊”刀補”按鈕進入刀補輸入畫面，輸入刀具半徑補償值。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

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