第8章-自动编程技术【ppt课件】

1§8.1自动编程的基本概念§8.2CAD/CAM集成数控编程技术§8.3智能数控编程系统

§8.4数控加工系统仿真技术第8章自动编程技术1§8.1自动编程的基本概念第8章自动编程技术28.1.1自动编程编程技术的发展8.1.2自动编程原理8.1.3自动编程主要特点§8.1自动编程的基本概念28.1.1自动编程编程技术的发展§8.1自动编程的基3§8.1自动编程的基本概念8.1.1自动编程编程技术的发展（1）APT（AutomaticallyProgrammedTool）语言，50年代，美国麻省理工学院（MIT）开发。（2）APTII，APTIII，60年代，MIT组织美国各大飞机公司共同开发。（3）APT-IV，APT-AC，70年代，基于APTIII。（4）APT衍生语言：如ADAPT，EXAPT，EXAPT-Plus，HAPT，FAPT，IFAPT，MODAPT，HZAPT（5）CAD/CAM系统：具有计算机辅助设计、绘图和数控编程一体化功能，实现三维设计、分析与数控编程一体化，在航空和汽车工业具有广泛的应用。从80年代以后，各种不同的CAD/CAM集成数控编程系统如雨后春笋地发展起来，如UGII,Pro/Engineer，Cimatron,EdgeCAM,MasterCAM，SurfCAM,CAXA等。3§8.1自动编程的基本概念8.1.1自动编程编程技术4§8.1自动编程的基本概念8.1.2自动编程基本原理

在自动编程方式下，编程人员只需采用某种方式输入工件的几何信息以及工艺信息，在编译程序支持下，计算机自动进行译码、完成数据计算和后置处理后，自动生成出数控加工代码，或通过打印机打印成加工程序单，或通过计算机通讯接口，将加工程序直接输送给CNC存贮器予以调用，这些全部工作都是无须人过多的参与。4§8.1自动编程的基本概念8.1.2自动编程基本原理5CAD/CAM系统数控编程原理CAD造型加工工艺分析加工面选择工艺参数确定刀轨文件生成刀位验证编辑修改后置处理加工仿真机床加工加工参数库刀具库材料库§8.1自动编程的基本概念5CAD/CAM系统数控编程原理CAD造型加工工艺分析刀轨文68.1.3自动编程主要特点（1）数学处理能力强（2）能快速、自动生成数控程序（3）后置处理程序灵活多变（4）程序自检、纠错能力强（5）便于实现与数控系统的通讯自动编程加工形状复杂的零件手工编程加工形状简单的零件§8.1自动编程的基本概念68.1.3自动编程主要特点§8.1自动编程的基本概念7§8.2CAD/CAM集成数控编程技术8.2.1CAM基本概念8.2.2CAD/CAM编程系统基本步骤8.2.3UGCAM自动编程简介7§8.2CAD/CAM集成数控编程技术8.2.18§8.2CAD/CAM集成数控编程技术CAM广义狭义工艺过程设计（CAPP)工装设计计算机辅助数控加工编程制造过程控制质量检测与分析刀具路径规划刀位文件生成刀具轨迹仿真NC代码生成8.2.1CAM基本概念8§8.2CAD/CAM集成数控编程技术CAM广义狭义8.2.2CAD/CAM编程系统基本步骤

（1）零件图纸及加工工艺分析（2）几何造型（3）刀位轨迹的计算及生成（4）后置处理（5）程序输出及通讯。§8.2CAD/CAM集成数控编程技术8.2.2CAD/CAM编程系统基本步骤§8.2（1）零件图纸和加工工艺分析零件图纸和加工工艺分析是数控编程的基础，CAD/CAM集成编程系统需要将被加工零件的图形准确地绘制在计算机上，并需要确定有关工件的装夹位置、工件坐标系、刀具尺寸、加工路线和加工工艺参数等数据之后才能进行编程。所以，作为编程前期工作的加工工艺分析的任务主要有：（1）核准零件的几何尺寸、公差及精度要求；（2）确定零件相对机床坐标系的装夹位置以及被加工部位所处的坐标平面；（3）选择刀具并准确测定刀具有关尺寸；（4）确定工件坐标系、编程原点、找正基准面及对刀点；（5）确定加工路线；（6）选择合理的加工工艺参数等。§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（1）零件图纸和加工工艺分析§8.2CAD/CAM集成数（2）几何造型

几何造型是将零件的几何图形准确地绘制在计算机屏幕上，同时通过一定的数据结构自动存储图形数据文件。这些数据文件是计算刀位轨迹的依据，所以在设计阶段力求图形设计数据准确，这是加工的基础数据，直接影响编程结果的准确性，是保证零件精度的原始阶段。平面图形设计自由曲线曲面类零件的设计

截面线造型法

回转曲面造型法型值点造型法边界线造型法

扫描曲面造型法§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（2）几何造型§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（3）刀位轨迹的计算及生成

刀位轨迹的生成大致可划分为四种情况：

点位加工刀位轨迹的生成平面轮廓加工刀位轨迹的生成槽腔加工刀位轨迹的生成曲面刀位轨迹的生成等§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（3）刀位轨迹的计算及生成§8.2CAD/CAM集成数控（4）后置处理后置处理的目的是形成数控加工指令文件。由于各种机床使用的控制系统不同，所以，所用的数控指令文件的代码和格式也有所不同。因此CAD/CAM数控编程系统通常设置一个后置处理文件选项，生成与某类数控系统相对应的加工文件，按文件所使用的格式定义数控文件所使用的代码、程序格式、圆整化方式等内容，输出所需要的加工文件，也可对文件进行必要的编辑修改。§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（4）后置处理后置处理的目的是形成数控加工指令（5）程序输出

由于图形交互式自动编程软件系统在编程过程中，可在计算机内生成刀位轨迹图形文件和数控指令文件，所以程序的输出可以通过计算机的各种外部设备进行。如使用打印机可以打印出数控加工程序清单，在绘图机上绘制出刀位轨迹图形，使§8.2CAD/CAM集成数控编程技术机床操作者更加直观的了解加工的走刀过程；对于有标准通信接口的机床控制系统可以和计算机直接联机，由通讯程序将加工程序直接送给机床控制系统。（5）程序输出

由于图形交互式自动编程软件系统8.2.3UGCAM自动编程简介（1）UGCAM主要由5个模块组成

交互工艺参数输入模块。通过人机交互的方式，用对话框和过程向导的形式输入刀具、夹具、编程原点、毛坯和零件等工艺参数。刀具轨迹生成模块。具有非常丰富的刀具轨迹生成方法，主要包括铣削、车削、线切割等加工方法。

刀具轨迹编辑模块。刀具轨迹编辑器可用于观察刀具的运动轨迹，并提供延伸、缩短和修改刀具轨迹功能。§8.2CAD/CAM集成数控编程技术8.2.3UGCAM自动编程简介（1）UGCAM

三维加工动态仿真模块。可以检验刀具于零件和夹具是否发生碰撞、是否过切以及加工余量分布等情况，以便在编程过程中及时解决。后处理模块。包括一个通用的后置处理器,用户可以方便的建立用户定制的后置处理。通过使用加工数据文件生成器，一系列交互选项提示用户选择定义特定机床和控制器特性的参数，包括控制器和机床规格与类型、插补方式、标准循环。§8.2CAD/CAM集成数控编程技术三维加工动态仿真模块。可以检验刀具于零件和夹具（2）UG编程主要步骤使用UG进行数控编程主要包括以下几个步骤：（a）获得CAD数据模型

UG直接造型数据转换的CAD模型文件§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（2）UG编程主要步骤使用UG进行数控编程主要包括以下几个步（b）进入加工模块

加工环境初始化创建刀具、设定坐标系§8.2CAD/CAM集成数控编程技术加载文件模型后，单击起始，选择加工，进入加工模块在弹出加工环境对话框中，进行加工环境初始化（b）进入加工模块§8.2CAD/CAM集成数控编程技术加工环境的工具条操作导航器中可以对生成程序进行操作，并显示程序关系§8.2CAD/CAM集成数控编程技术加工环境的工具条操作导航器中可以对生成程序进行操作，并显示程单击动态CYCS按钮，进行加工坐标系设置注意加工坐标系各坐标轴标注为XM,YM,ZM。间隙用于设置安全平面下限用于限制加工下限§8.2CAD/CAM集成数控编程技术单击动态CYCS按钮，进行加工坐标系设置§8.2CAD/单击创建刀具命令，进入创建刀具对话框，选择刀具类型及刀具名字弹出刀具参数设置对话框，可以对刀具进行参数设置§8.2CAD/CAM集成数控编程技术单击创建刀具命令，进入创建刀具对话框，选择刀具类型及刀具名字（c）创建操作并设置加工参数

加工对象的定义：选择加工几何体、检查几何体等§8.2CAD/CAM集成数控编程技术工件和毛坯设置选项分别指定部件几何体和毛坯几何体（c）创建操作并设置加工参数§8.2CAD/CAM集成数（c）创建操作并设置加工参数加工参数的设置：走刀方式的设定、切削行距、切深的设置、加工余量、进退刀设置等。

工艺参数设置:角控制、避让控制、机床控制、进给率和主轴转速设定等。§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（c）创建操作并设置加工参数§8.2CAD/CAM集成数（d）生成刀具路径（e）刀具路径检验（f）后置处理§8.2CAD/CAM集成数控编程技术（d）生成刀具路径§8.2CAD/CAM集成数控编程技术25

§8.3智能数控编程系统

8.3.1背景8.3.2通用CAM软件存在的问题8.3.3解决方案8.3.4CAD/CAM集成系统开发平台示例25§8.3智能数控编程系统8.3.1背景26低速机机座零件三维图

§8.3智能数控编程系统

26低速机机座零件三维图§8.3智能数控编程系统27中速机机架零件

§8.3智能数控编程系统

27中速机机架零件§8.3智能数控编程系统28

§8.3智能数控编程系统

低速机机架零件三维图28§8.3智能数控编程系统低速机机架零件三维29气缸盖三维零件图

§8.3智能数控编程系统

29气缸盖三维零件图§8.3智能数控编程系统30连杆三维零件图

§8.3智能数控编程系统

30连杆三维零件图§8.3智能数控编程系统318.3.1背景

长期以来，由于机座、机架、缸体、缸盖等零件形状复杂，工艺烦琐，生产周期长，对工人技术水平要求高，其制造技术一直以来是船用柴油机制造的难题之一；关键件数控编程过程复杂，编程工作量大，容易出错，标准化、规范化程度低；

§8.3智能数控编程系统

318.3.1背景长期以来，由于机座32船用柴油机关键件一般形状复杂、体积庞大

(1)加工工艺复杂、刀具运动轨迹限制条件多

(2)

对加工质量、加工设备和工作人员的要求高

(3)企业还停留在手工编程阶段，编程效率低(4)

§8.3智能数控编程系统

32船用柴油机关键件一般形状复杂、体积庞大(1)加工工艺复338.3.2通用CAM软件存在的问题

利用通用CAM系统进行数控编程，除需要提供零件的CAD模型及工艺信息外，CAM系统本身也需设置走刀轨迹方式、加工位置、避让几何等要素，才能生成合理的刀具运动轨迹。

§8.3智能数控编程系统

338.3.2通用CAM软件存在的问题利用34

船用柴油机相同或相似机型（如S、L、K、PA、PC等）的关键件中有许多相同或相似特征的零件，重复性地设置这些参数降低了数控编程效率，同时，相同或相似的加工特征也具有相似的加工刀具轨迹，如果对每个加工特征都需要规划刀轨，工作量很大。

§8.3智能数控编程系统

34船用柴油机相同或相似机型（如S、L、K、P35直接引入的CAD/CAM系统缺少针对性(1)CAD/CAPP/CAM之间缺少有效集成

(2)

知识未能得到有效存储与利用

(3)

§8.3智能数控编程系统

35直接引入的CAD/CAM系统缺少针对性(1)CAD/361）加工模板

在创建操作时的样板操作，涵盖了大部分默认化的操作及相关参数，包含了零件的加工顺序、每一个工序的加工参数等。2）模板零件

在创建加工程序时，能代表某类零件特点的典型零件，包含样板操作。3）模板操作

模板零件中含的样板操作。

§8.3智能数控编程系统

8.3.3解决方案361）加工模板§8.3智能数控编程系统8.337针对系列机型中的相似零件，由于具有相似的加工工艺，通过建立加工知识模板，可以减少编程中的重复劳动，实现工艺和NC程序的标准化与优化；对于不同类型的柴油机关键件之间也存在着许多特征的相似性，比如机座的上平面与机架的下平面，两者之间的走刀轨迹与工艺都存在相似。

§8.3智能数控编程系统

37针对系列机型中的相似零件，由于具有相似的加工工艺38数控编程时，首先用户根据编程零件的类型调用编程模板；然后按照编程模板的编程向导高效方便地完成零件的数控编程；如果编程模板库中找不到适用的模板，则可从模板库中找一个最相似的加工模板，并以此为基础调用特征刀轨库对其进行修改，或直接调用特征刀轨库进行动态拼装，形成新的编程模板。

§8.3智能数控编程系统

38数控编程时，首先用户根据编程零件的类型调用编程模39加工模板设置信息加工模板即将加工验证认为是正确有效的一组参数存于数据库、知识库中进行重用，当数控编程时，只需要直接调用知识模板或做少量修改就可得到工艺合理，参数正确的加工程序，从而减少了重复性劳动

零件模型文件名；加工特征名称；加工特征类型；加工坐标系；加工设备；工艺参数；刀具附件信息

§8.3智能数控编程系统

39加工模板设置信息加工模板零件模型文件名；§8.340通用UG

CAM系统用于复杂零件编程时的不足之处：1通用的UG-CAM系统操作比较复杂，对编程人员的操作水平要求较高，编程花费的时间多，重复性劳动量大，容易出错2UG

CAM与CAD、CAPP集成性较差，各个部分数据信息共享度不高，工艺人员在创建加工操作时仍然需要二维图纸和工艺卡片等，给操作带来不便3一些企业因设备、资金、工人的技术水平、操作习惯等方面的原因，需要针对UGCAM中的一些工艺与加工参数,如退刀方式和走刀方式等自行定义4通用的CAM系统没有针对性,缺少船用柴油机复杂零件加工的工艺知识与经验参数等,影响编程效率与质量小结

§8.3智能数控编程系统

40通用UGCAM系统用于复杂零件编程时的不足之处：1通用41CAD提供的模型为对象CAPP提供的工艺信息为指导CAM完成数控编程操作

§8.3智能数控编程系统

41CAD提供的模型为对象CAPP提供的工艺信息为指导CAM42重复性劳动经验要求高特征相似技术通用性知识工程准确性操作繁杂刀轨规划快捷性CAD/CAPP/CAM集成系统

§8.3智能数控编程系统

42重复性劳动经验要求高特征相似技术通用性知识工程准确性操作43

§8.3智能数控编程系统

43§8.3智能数控编程系统441、该机架形状复杂，工序繁琐2、切削参数繁多，很多都要重复输入？3、某些位置加工有自定义刀轨要求，通用UG做不到。4、相似的零件可以采用相似的操作么？5、相同特征和相似特征的刀轨的规划问题。

§8.3智能数控编程系统

441、该机架形状复杂，工序繁琐§8.3智能数控编45相同零件，相似操作相似性

特征加工模板

不同零件，相似操作

§8.3智能数控编程系统

45相同零件，相似操作相似性不同零件，相似操作46不同型号相同部件的相似特征6S70机架模型示意图7S60机架模型示意图1.U型门框2.U型门框孔3.链轮档下部搭子1.U型门框2.U型门框孔3.链轮档下部搭子4.下平面5.下平面孔6.正导板7.侧导板4.内开档平面5.下平面6.挡板7.下平面孔8.挡板9.导板下口斜势10.纵向开档平面8.正导板9.侧导板10.贯穿螺钉孔11.圆法兰上孔12.大圆法兰13.侧边11.圆法兰上孔12.大圆法兰13.侧边14.上平面15.盘车机平面14.导板下口斜势15.纵向开档平面16.链轮档内轴承孔平面17.链轮档内轴承孔16.盘车机平面17.上平面

§8.3智能数控编程系统

46不同型号相同部件的相似特征6S70机架模型示47不同型号的相同部件的相似工艺（机座）机型加工内容刀具主轴转速n(r/min)进给速度vf(mm/min)机床附件号7S60加工下平面φ315刀盘20050027M龙门铣床256S50加工下平面φ315刀盘20050027M龙门铣床256S60加工上平面φ315刀盘20050027M龙门铣床256S70加工上平面φ315刀盘20050027M龙门铣床257S60U型门框φ330刀盘25060027M龙门铣床46S50U型门框φ330刀盘25060027M龙门铣床46S60U型门框φ330刀盘25060027M龙门铣床46S70U型门框φ330刀盘25060027M龙门铣床4

§8.3智能数控编程系统

47不同型号的相同部件的相似工艺（机座）机型加工内容刀具主轴48相似加工特征的相似刀轨

§8.3智能数控编程系统

48相似加工特征的相似刀轨§8.3智能数控编程系统49特征实例

§8.3智能数控编程系统

49特征实例§8.3智能数控编程系统50特征实例

§8.3智能数控编程系统

50特征实例§8.3智能数控编程系统51因此，开发一套专用的船用柴油机关键零件数控编程系统十分迫切。我们基于UGNX平台开发的专用船用柴油机复杂零件CAM系统是一套智能数控自动编程系统。

§8.3智能数控编程系统

51因此，开发一套专用的船用柴油机关键零件数控编程系统十分迫528.3.4CAD/CAM集成系统开发平台示例集成系统UnigraphicsNXJAVAVisualC++6.0SQLServer2000WindowsXP

§8.3智能数控编程系统

528.3.4CAD/CAM集成系统开发平台示53该系统集加工知识模板导航、加工刀轨仿真、后置处理、工艺数据管理、刀工具库管理以及机床管理于一体，实现了CAD/CAM的有效集成;集成系统加工模板导航刀具及机床管理工艺数据管理后置处理切削加工仿真数控编程效率高、质量好

§8.3智能数控编程系统

53该系统集加工知识模板导航、加工刀轨仿真、后置处理54

该系统针对船用柴油机复杂零部件编程需要，建立了工艺数据库、知识库、刀轨库及常用数控系统后置处理器。（机座、机架、缸体、连杆、活塞杆、滑块、十字头销、十字头轴承盖、曲柄销轴承盖、主轴承盖）

§8.3智能数控编程系统

54该系统针对船用柴油机复杂零部件编程需要，建立了工艺55

§8.3智能数控编程系统

55§8.3智能数控编程系统56船用柴油机复杂零件CAM系统功能流程图

§8.3智能数控编程系统

56船用柴油机复杂零件CAM系统功能流程图§8.357

§8.3智能数控编程系统

57§8.3智能数控编程系统58

§8.3智能数控编程系统

58§8.3智能数控编程系统59例如：机座的U形门框

§8.3智能数控编程系统

59例如：机座的U形门框§8.3智能数控编程系统60生成刀具路径

§8.3智能数控编程系统

60生成刀具路径§8.3智能数控编程系统61机座下平面

§8.3智能数控编程系统

61机座下平面§8.3智能数控编程系统62生成刀具路径

§8.3智能数控编程系统

62生成刀具路径§8.3智能数控编程系统63刀具轨迹规划目标1刀具的切削行间距分布均匀、误差小2提高加工质量，无过切、漏切3加工过程中刀具受力均匀，加工效率高4刀轨计算速度快

§8.3智能数控编程系统

63刀具轨迹规划目标1刀具的切削行间距分布均匀、误差小2提高64刀轨规划影响因素1.刀具轨迹步进2.切削深度3.进退刀设置4.刀具轨迹形式与切削面积、避让几何等因素有关

§8.3智能数控编程系统

64刀轨规划影响因素1.刀具轨迹步进§8.3智能65刀轨方案加工方案1加工方案2机架U型门框

§8.3智能数控编程系统

65刀轨方案加工方案166

§8.3智能数控编程系统

66§8.3智能数控编程系统67

特征刀轨规划结果与传统规划刀轨对比图

§8.3智能数控编程系统

67特征刀轨规划结果与传统规划刀轨对比图§8.368基于特征的刀轨规划

§8.3智能数控编程系统

68基于特征的刀轨规划§8.3智能数控编程系统69

§8.3智能数控编程系统

69§8.3智能数控编程系统70根据“工序集中”原则对生成的NC代码进行程序拼接与修改，实现一次装夹，一次性加工多个特征。

§8.3智能数控编程系统

70根据“工序集中”原则对生成的NC代码进行程序71后处理

§8.3智能数控编程系统

71后处理§8.3智能数控编程系统72

模板库管理

§8.3智能数控编程系统

72模板库管理73在此界面可完成相似零件整体加工模板的复制，用户可根据新零件的机型系列名称，在数据库中查询出所有与之相似的零件加工特征模板，用户只需选择出最符合用户需求的模板即可，随后对选中的加工模板进行少量的修改即可完成新模板的定制，并存入数据库，作为以后其他相似零件参考模板。

新模板复制

§8.3智能数控编程系统

73在此界面可完成相似零件整体加工模板的复制，用户可74在此界面可以完成对新零件新加工模板的拼接，可根据用户需求对原始加工模板进行添加、删除、修改等操作。

§8.3智能数控编程系统

74在此界面可以完成对新零件新加工模板的拼接，可根据用户需求75在此界面通过一系列查询条件，快速搜索企业整个加工模板库，直至找寻到最符合条件的模板，插入原始模板的指定位置；如果模板库中没有满足要求的，那么由用户手工添加一条新的记录至指定位置。

§8.3智能数控编程系统

75在此界面通过一系列查询条件，快速搜索企业整个加工模板库，76船用柴油机零件中的刀工具库管理功能主要是编辑刀具参数和添加新刀具以及删除刀具，同时可以对附件进行修改，添加和删除。

§8.3智能数控编程系统

76船用柴油机零件中的刀工具库管理功能主要是编辑刀具778.4.1加工仿真概念

8.4.2数控加工仿真过程

8.4.3基于VERICUT的数控加工工艺系统仿真

8.4.4数控仿真加工系统开发示例§8.4数控加工系统仿真技术778.4.1加工仿真概念

8.4.2数控加工仿788.4.1加工仿真概念(1)加工仿真又称为加工过程仿真，它是指用计算机来仿真数控加工过程，其含义较广，可归纳为以下几方面：1)刀具中心的运动轨迹仿真主要用于检查加工顺序的合理安排、刀具行程路径的优化、刀具与被加工工件轮廓的干涉。§8.4数控加工系统仿真技术788.4.1加工仿真概念(1)加工仿真又称为加工过程仿792)刀具、夹具、机床、工件间的运动干涉(碰撞)仿真工艺系统由刀具、机床、工件和夹具组成，因此在加工时，应检查它们之间的干涉(碰撞)。由于加工是一个动态过程，刀具与工件、夹具、机床之间的相对位置是变化的，工件从毛坯开始经过若干工序的加工，在形状和尺寸上均有变化，因此要进行动态仿真。§8.4数控加工系统仿真技术792)刀具、夹具、机床、工件间的运动干涉(碰撞)仿真§8803)质量分析仿真这种仿真带有专题性质，是针对某些质量问题进行预检查。如在实际加工前，用计算机检查零件轮廓尺寸与位置精度是否与设计要求一致，表面粗糙度能否达到要求，若不行应采取何种措施。§8.4数控加工系统仿真技术803)质量分析仿真§8.4数控加工系统仿真技术818.4.2数控加工仿真过程目标:提高、改进编程效率目标:减少加工时间目标:取消实际验证试切泡沫试切软材料低速加工空走刀

试件加工产品批量加工机床上调试安装检查程序数控编程(1)NC程序模拟优化§8.4数控加工系统仿真技术818.4.2数控加工仿真过程目标:目标:目标:试切泡沫82(2)改进的目标当前水平目标时间数控编程检查程序试切泡沫试切软材料低速加工空走刀试件加工产品批量加工机床上调试安装数控编程试件加工产品批量加工机床上调试安装减少§8.4数控加工系统仿真技术82(2)改进的目标当前水平目标时间数控编程检查程序试切泡沫8.4.3基于VERICUT的数控加工工艺系统仿真

检测数控程序错误优化数控程序§8.4数控加工系统仿真技术8.4.3基于VERICUT的数控加工工艺系统仿真检测(1)软件功能预览程序验证结果分析机床仿真程序优化模型输出程序验证结果分析程序优化工艺提高模型输出机床仿真§8.4数控加工系统仿真技术(1)软件功能预览程序验证程序验证结果分析程序优化工艺提高(2)软件技术的基础模拟工件的材料去除一种能支持铣、钻、车、车铣复合以及EDM电加工的方法验证NC程序的精度APT和G-code切削过程中的碰撞检查使用切削/非切削的检查方法精度是关键所有后面的步骤都依赖于验证功能模型输出程序验证结果分析机床仿真程序优化§8.4数控加工系统仿真技术(2)软件技术的基础模型输出程序验证结果分析机床仿真程序优化(3)程序验证§8.4数控加工系统仿真技术(3)程序验证§8.4数控加工系统仿真技术87(4)结果分析缩放、旋转、打剖面详细、精确的测量刀具和数控程序生成的精确特征切削模型与设计原型比较验证空间的参数的正确性检查过切和残余材料

模型输出程序验证机床仿真程序优化结果分析§8.4数控加工系统仿真技术87(4)结果分析缩放、旋转、打剖面模型88体积壁及底面的厚度型腔及孔的深度过切及残留材料不同特征间的距离和角度88体积壁及底面的厚度型腔及孔的深度过切及残留材料不同特征间89(5)机床仿真建立虚拟机床和控制机精确地模拟加工过程虚拟仿真机床运动复制CNC控制逻辑检查机床不同部件之间的碰撞模型输出机床仿真程序验证结果分析程序优化§8.4数控加工系统仿真技术89(5)机床仿真建立虚拟机床和控制机模型输出机床仿真程序验90§8.4数控加工系统仿真技术90§8.4数控加工系统仿真技术91优化数控程序!下一步……OK！您已经有了一个正确的数控程序接下来呢?§8.4数控加工系统仿真技术91优化数控程序!下一步……OK！您已经有了一个正92(6)NC程序优化1)为什么需要优化NC程序?获得更高的加工效率延长刀具使用寿命提高工件表面质量加快进入市场的速度减少机床磨损减少机床操作人员的劳动强度，提高生产率取得可以预见的加工结果§8.4数控加工系统仿真技术92(6)NC程序优化1)为什么需要优化NC程序?§8.4932)OptiPath是如何工作的:智能加工的基础是“刀具优化库”把切削路径分成若干小段利用刀具优化库来确定每段切削的进给率自动在每行程序后面插入进给率不会改变用户的刀具轨迹输出优化后的新程序§8.4数控加工系统仿真技术932)OptiPath是如何工作的:§8.4数控加工系统94切削宽度比较小Feedrate=55IPM接近满刀切削Feedrate=20IPM确定理想的进给率:Selectedbasedoncurrentcuttingcondition§8.4数控加工系统仿真技术94切削宽度比较小接近满刀切削确定理想的进给率:§8.495没有优化时的刀路优化后的刀路45IPM45IPM45IPM80IPM75IPM45IPM70IPM60IPM针对不同的加工环境只有单一的进给率.根据不同的加工余量插补不同的进给率.插入优化后的进给:§8.4数控加工系统仿真技术95没有优化时的刀路优化后的刀路45IPM45IPM4596§8.4数控加工系统仿真技术96§8.4数控加工系统仿真技术97优化程序可以节省多少资金要估算节省的资金，首先要知道铣削加工耗费了多长时间，然后按照铣削时间减少20%来计算节约的资金（大多数用户节约的时间不止20%）：每年的铣削时间

11铣床数量×8每班的铣削时间（小时）×264每年的工作日×3三轮班————————————————————=69,696一年的铣削时间优化每年节约的资金

69,696每年的铣削时间×20%能减少的时间比例————————————————————=13,939通过优化节约的铣削时间×￥500机床单位时间的成本————————————————————=￥6,969,600总共每年节省的资金§8.4数控加工系统仿真技术97优化程序可以节省多少资金§8.4数控加工系统仿真技术98§8.4数控加工系统仿真技术98§8.4数控加工系统仿真技术998.4.4数控仿真加工系统开发示例包括主要工作：1.毛坯、夹具、刀具造型2.虚拟加工机床构建3.控制系统定义4.加工仿真系统调试§8.4数控加工系统仿真技术998.4.4数控仿真加工系统开发示例包括主要工作：§8100§8.4数控加工系统仿真技术100§8.4数控加工系统仿真技术101(1)毛坯、夹具造型§8.4数控加工系统仿真技术101(1)毛坯、夹具造型§8.4数控加工系统仿真技术102(2)虚拟加工机床构建HB-180卧式镗铣床MV-80立式加工中心§8.4数控加工系统仿真技术102(2)虚拟加工机床构建HB-180卧式镗铣床MV-80103(3)控制系统定义VERICUT平台不仅可以任意定制虚拟机工机床还提供了大部分数控厂家的数控系统，但由于数控机床型号规格各不相同，必须在这些系统上进行二次开发、定制，使之成为适合实际机床的控制系统，如换刀和换附件头指令的动作过程因机床而异。§8.4数控加工系统仿真技术103(3)控制系统定义VERICU104

机械手换刀运动过程流程图

§8.4数控加工系统仿真技术104机械手换刀运动过程流程图§8.4数控加工系统仿真105

控制系统定义代码实例······IF[NEW_TOOLEQCURRENT_TOOL]GOTO999999(新旧刀号是否相等？)IF[NEW_TOOLEQ0]GOTO999999（新刀号是否为零？）IF[CURRENT_TOOLEQ0]GOTO200000（主轴上是否有刀？）······CGTECH_MACRO“ToolChainToCompName”Tool_select（机械手刀库取刀）······CGTECH_MACRO"BAxisMachineMotion"""90(换刀)UNLOADCURRENT_TOOLLOADNEW_TOOL······CGTECH_MACRO“ToolChainFromCompName”Tool_select（