数控机床孪生设计与仿真验证 课件第6-9章 人机界面（HMI）设计 -数据备份

Page1《数控机床数字孪生设计与仿真验证》

——第6章人机界面（HMI）设计Page2目标与导读6.1人机界面（HMI）概述6.2连接接口数据6.3定制人机界面（HMI）2目录13Page3目标与导读知识

目标1.理解HMI设计原则2.掌握机床HMI界面接口文件的配置方法3.熟练掌握HMI界面设计的方法能力

目标1.能够设计HMI界面2.能够利用CMVM软件中的数控机床定制HMI界面素质目标1.培养学生的问题解决能力和创新能力2.培养学生表达能力和团队协作能力3.培养学生工程应用能力4.培养学生自主学习和自我提升的能力素养目标1.通过学习HMI界面开发设计技术，培养学生严谨细致的工程师精神2.通过对数控机床的HMI界面的定制，塑造学生机械与信息跨学科学习意识教学目标导读Page46.1人机界面（HMI）概述6.1.1.数控机床软件HMI6.1.2.硬件设计原则软件HMI设计原则一致性原则：不同系统及内部界面外观、布局、交互方式及信息显示格式相似，有助于用户学习操作，减少出错率。例如，某数控机床软件HMI在不同功能模块中保持了相似的操作界面布局，用户在学习新模块时能快速上手。界面空间布局合理性：界面简洁明了，方便用户操作。设计师应合理安排界面元素，避免过于复杂或混乱的布局。如某机床HMI界面通过优化布局，将常用功能按键集中放置，使操作时间缩短了20%。硬件HMI设计原则机床外观色彩设计：机床固定安置，工作气氛平静，一般以纯度低而明度高的颜色为宜，采用装饰色带、面板色及警惕色与主体形成对比。例如，某机床企业采用淡蓝色作为主体色调，搭配黄色的警示色，既美观又实用。工作台面和控制面板布置：工作台面高度按操作要求设计，控制面板上的按钮和仪表按功能区划分，位置高度和排列符合人机关系。如某机床企业根据操作者的平均身高，将工作台面高度调整为75厘米，使操作更加舒适。Page56.1人机界面（HMI）概述6.1.3.数控机床HMI设计文件结构配置文件由登入软键说明、对话框定义、变量定义、方法说明、软键栏定义组成，顺序必须遵循规定。例如，某机床企业开发的HMI配置文件中，详细定义了每个操作界面的布局和功能，确保了系统的稳定运行。配置文件的结构清晰，有助于开发人员快速理解和修改代码，提高开发效率。配置文件组成配置文件应保存在指定目录下，如[系统用户目录]/proj等，且需采用UTF-8编码。例如，某机床企业在开发过程中，严格按照编码规范保存配置文件，避免了因编码问题导致的乱码现象。采用UTF-8编码可以确保文件在不同系统和设备上都能正确显示，避免因编码不一致导致的问题。配置文件保存与编码Page66.1人机界面（HMI）概述

操作树操作树定义与作用操作树用于构建多个相互关联的HMI对话框，通过点击软键可以在不同对话框之间切换。例如，某机床企业开发的HMI系统中，通过操作树实现了从主界面到各个功能子界面的快速切换，提升了用户体验。操作树的合理设计可以提高系统的可扩展性和可维护性，方便后续功能的添加和修改。01操作树使用限制未购买RunMyScreens选件时，HMI界面开发仅支持5个对话框。若需开发更多界面，需购买该选件。例如，某机床企业在开发过程中，因未购买选件，仅开发了5个基本功能界面，后续功能扩展受到限制。了解操作树的使用限制，有助于企业在开发初期合理规划功能需求，避免因功能过多导致的系统不稳定。02Page76.1人机界面（HMI）概述6.1.4.

HMI界面开发常用格式文件支持多语言显示：.txt语言文件用于存放不同语言环境下显示的文字及字符串，支持系统语言切换。例如，某机床企业开发的HMI系统支持中、英、德三种语言，通过配置.txt语言文件，实现了语言的快速切换。多语言支持可以满足不同地区用户的需求，提升产品的国际化水平。定义界面属性：.ini配置文件用于定义界面使用的.com界面文件及某些界面属性，如easyscreen.ini、custom.ini等。例如，某机床企业通过easyscreen.ini文件定义了主界面的布局和功能，确保了系统的稳定运行。配置文件的合理使用可以提高系统的灵活性和可扩展性，方便后续功能的添加和修改。描述界面内容与功能：.com界面文件包含界面的所有内容及具体功能代码，通常放置在proj目录下。例如，某机床企业开发的ma_文件中，详细定义了JOG模式下的操作界面布局和功能，使操作更加便捷。界面文件的详细编写可以确保系统的功能完整性，提升用户体验。界面图片资源：图片文件用于界面中显示的图片，需按分辨率放置在不同文件夹中。例如，某机床企业将背景图片放置在ico640文件夹中，确保了图片在不同分辨率下的显示效果。高质量的图片资源可以提升界面的美观度，增强用户体验。提供操作帮助：在线帮助文件用于在系统界面中按下按键时弹出的在线帮助文本，帮助操作者理解和使用界面功能。例如，某机床企业开发的在线帮助文件中，详细介绍了每个功能的操作步骤和注意事项，降低了用户的使用门槛。在线帮助文件的详细编写可以提高系统的易用性，减少用户的学习成本。语言文件（.txt）配置文件（.ini）界面文件（.com）图片文件（.png）在线帮助文件（.html）Page86.1人机界面（HMI）概述6.1.5.用户界面入口定义在数控系统中都存在一些常用的二次开发区域，这些区域都允许用户创建自定义界面，常用的标准的数控系统界面分为七个操作区域，如图6-13所示，其中1到6号区域是数控系统厂商规划好的界面，这些规划好的界面中都存在这一些未使用的区域，可以利用这些位置定义用户自定义界面的入口。例如图6-13中7号区域，此区域现在未配置所以数控界面未显示，可以利用这样一些横向或纵向区域的未使用的区域中编写用户自定义模块的入口。Page96.2连接接口数据6.2.1.接口文件作用01说明文件定义配置文件的入口界面，如slamconfig.ini定义菜单栏的custom入口。例如，某机床企业通过slamconfig.ini文件定义了Custom界面的入口，实现了对自定义功能的快速访问。

说明文件的合理使用可以提高系统的灵活性和可扩展性，方便后续功能的添加和修改。说明文件（.ini）02配置文件定义界面内按键位置、跳转窗口及窗口内容。例如，某机床企业通过文件定义了Custom界面的布局和功能，确保了系统的稳定运行。

配置文件的详细编写可以确保系统的功能完整性，提升用户体验。配置文件（.com）Page106.2连接接口数据6.2.2.接口文件配置步骤slamconfig.ini配置打开CMVM软件，复制slamconfig.ini与custom.ini文件到用户目录，修改slamconfig.ini文件中的[custom]内容，定义Custom界面入口。例如，某机床企业通过修改slamconfig.ini文件，将Custom界面入口的按键名称定义为“画面开发”，提升了系统的功能扩展性。合理配置slamconfig.ini文件可以提高系统的灵活性和用户体验，方便后续功能的添加和修改。easyscreen.ini配置使用easyscreen.ini文件定义画面内容，修改配置文件{.com}的内容及按键名称。例如，某机床企业通过修改easyscreen.ini文件，定义了Custom界面的布局和功能，确保了系统的稳定运行。合理配置easyscreen.ini文件可以提高系统的灵活性和可扩展性，方便后续功能的添加和修改。Page116.3定制监控界面6.3.1.

CMVM机床开机界面的更改使用CMVM软件，准备更改画面的图片，将图片命名为splash.png并放置在指定目录，启动项目查看更改效果。例如，某机床企业通过更换开机画面，将公司标志展示在开机界面上，提升了企业的品牌形象。

开机画面的更换可以提升系统的美观度和企业形象，增强用户对产品的认同感。更换的图片需符合系统要求的像素格式，如建议800*480像素，以确保显示效果。例如，某机床企业在更换开机画面时，严格按照像素要求准备图片，避免了因图片格式不正确导致的显示问题。

合理选择图片格式和分辨率可以提高系统的稳定性和显示效果，避免因图片问题导致的系统错误。Page126.3定制监控界面6.3.2.

JOG加工界面创建监控界面状态监控界面开发步骤

在JOG模式下加工界面的入口下方的空格软键中添加状态监控入口，通过配置文件定义界面内容，添加背景图片、返回按键及监控变量。例如，某机床企业通过创建状态监控界面，实现了对系统运行时间、刀具切削时间等关键数据的实时监控，提升了生产效率。

状态监控界面的创建可以提高系统的操作便利性和生产效率，方便用户实时了解设备运行状态。状态监控界面功能扩展查找SINUMERIK变量和接口信号参数手册，添加更多监控变量，如系统开机时间、程序运行时间等，丰富监控界面功能。例如，某机床企业通过添加更多监控变量，实现了对设备运行状态的全面监控，降低了设备故障率。

丰富监控界面的功能可以提高系统的智能化水平，增强用户对设备的控制能力。Page13习题一、填空题：1.

数控机床HMI界面设计.COM文件是采用那个软件进行编写的：

。2.

界面开发常用的变量有哪些：

、

、

。3.在easyscreen.ini说明文件中，里面的每条StartFileXX都代表

。4.

创建配置文件和语言文件时使用

编辑器。二、简答题：1.数控机床HMI的设计原则是什么。2.分别说明在西门子数控系统中需要配置的{.ini文件}和{.com文件}的作用？3.试述本章状态监控画面开发的流程。Page14《数控机床数字孪生设计与仿真验证》

——第7章测试零件数控加工方案Page15目标与导读7.1加工要求与标准解读7.2加工工艺规程制定7.3夹具设计与刀具选用2目录13Page16目标与导读知识

目标1.理解机床精度验证标准及方法2.掌握NAS试件加工工艺编制3.熟练掌握常规夹具平口钳设计流程及方法4.掌握刀具选择基本方法能力

目标1.能够完成NAS试件加工工艺设计2.能够完成平口钳建模3.能够结合刀具选择原则完成NAS试件刀具选择素质目标1.培养学生的问题解决能力和创新能力2.培养学生表达能力和团队协作能力3.培养学生工程应用能力4.培养学生自主学习和自我提升的能力

素养目标1.通过编制NAS试件工艺设计，提升学生工程应用的创新思维2.通过完成刀具选型，培养学生精益求精的工匠精神，发展新质生产力教学目标导读Page177.1加工要求与标准解读

7.1.1.机床精度概述机床精度主要分为几何精度、定位精度和切削精度。几何精度反映机床各部件的形状和位置精度；定位精度体现机床运动部件的定位准确性；切削精度则综合反映机床在实际切削过程中的精度表现，受多种因素影响。例如，某精密加工中心在进行高精度零件加工时，几何精度和定位精度的微小偏差可能导致切削精度的显著下降，影响零件的最终质量。机床精度的分类切削精度不仅受机床自身精度影响，还与试件材料、环境温度、刀具性能及切削条件等因素密切相关。为准确评估机床的真实精度，需在规定条件下进行测试，如图7-1所示的NAS试件规格及精度要求。例如，当环境温度变化较大时，机床的热膨胀可能导致切削精度下降；而刀具磨损或刀具性能不佳也会直接影响加工表面的质量和尺寸精度。切削精度的影响因素NAS试件的检测项目包括外轮廓的直线度、平行度、垂直度，圆形凸台的同轴度、圆度，斜边的直线度和倾斜度，以及孔的圆柱度、垂直度、同轴度和位置度等，如表7-1所示。这些检测项目全面覆盖了机床在不同加工部位的精度表现。例如，通过检测Φ108mm圆形凸台的同轴度，可以评估机床在加工复杂曲面时的精度稳定性；而检测3°斜边的倾斜度则能验证机床在加工倾斜面时的精度保持能力。NAS试件的检测项目Page187.2加工工艺规程制定

7.2.1.工艺基础知识7.2.2.NAS试件工艺规程设计工艺设计的重要性工艺设计是一个综合性的过程，涉及产品、设备、工艺和管理等多个方面，旨在实现高效、优质、低成本的生产目标。零件的加工工艺设计流程包括确定加工内容、加工顺序、选择刀具和切削用量、确定加工余量和工序尺寸、制定工序方案以及编制工艺文件等。例如，某汽车制造企业通过优化工艺设计，将发动机缸体的加工效率提高了20%，同时降低了生产成本和次品率。工序与工步的关系工序是指在一台机床上或在同一个工作地点对同一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程，而工步是工序的基本单元，指在一个工序中，当工件的加工表面、切削刀具和切削用量保持不变时所完成的部分工序。工位则是工件在加工过程中相对于刀具或设备固定部分的每一个加工位置。例如，在加工一个复杂零件时，可能需要多个工序和多个工步来完成，每个工步都有其特定的加工参数和操作要求，合理划分工序和工步可以提高加工效率和质量。依据NAS试件零件图，该零件由方形凸台、圆形凸台、圆形腔、中心孔和阵列孔组成。加工顺序的合理安排直接影响零件的加工质量、生产效率和加工成本。根据基面先行、先面后孔、先粗后精、先面后孔的原则，确定加工顺序，如表7-2所示。例如，先加工正四方形底座，再精铣上表面，接着加工边长为160的正方形，最后加工圆形凸台和阵列孔等，这种顺序可以确保加工过程的稳定性和精度。NAS试件工艺规程设计Page197.3夹具设计与刀具选用

7.3.1.夹具设计基本流程及示例夹具的定义与作用夹具是在机械加工、焊接、热处理、检验和装配等工艺过程中，用于安装加工工件至正确位置的工艺装备。夹具的作用是保证加工质量、提高生产效率和确保加工过程的安全性。常见夹具类型包括通用夹具、专用夹具和可调夹具。例如，通用夹具如平口钳和台虎钳，适用于多种工件的加工，而专用夹具则针对特定工件设计，具有更高的加工精度和效率。NAS试件夹具设计示例以设计装夹NAS试件的夹具为例，选用螺纹夹紧机构的螺杆平口虎钳。夹具的主要技术要求包括固定钳口和移动钳口的平行度、垂直度和表面粗糙度等，如表7-4所示。通过合理设计夹具结构，可以确保工件在加工过程中的稳定性和精度。例如，设计的螺杆平口虎钳采用铸铁HT300或铸钢ZG270-500作为本体材料，导轨硬度为35~40HRC，钳口材料为20Cr，确保了夹具的强度和耐磨性。夹具设计的基本步骤夹具设计的基本步骤包括明确设计要求、确定夹具的结构方案、设计夹具的具体结构和进行夹具的加工与装配。在设计过程中，需根据工件的工作图、技术条件、生产纲领和工艺规程等信息，选择合适的夹具类型和结构。例如，设计用于加工NAS试件的夹具时，需考虑工件的尺寸、形状和加工要求，选择合适的夹紧机构和定位方式，确保工件在加工过程中的稳定性和精度。Page207.3夹具设计与刀具选用

7.3.2.刀具选用原则01刀具是数控加工中的关键工具，其性能直接影响加工效率和加工质量。刀具选用需综合考虑机床、材料、加工要求、刀具性能和寿命等多个因素，以选择最适合的刀具类型和规格。例如，选择合适的刀具可以显著提高加工效率，降低刀具磨损，延长刀具寿命，同时保证加工表面的质量和尺寸精度。刀具选用的重要性02常见刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、超硬材料、非合金工具钢和合金工具钢。不同材料的刀具具有不同的性能特点和应用场合，如表7-5所示。铣削刀具按形状和用途分类，包括平头铣刀、球头铣刀、成型铣刀、面铣刀、锯片铣刀、立铣刀、角度铣刀和粗皮刀等，如表7-6所示。例如，高速钢刀具适用于切削硬度较低的金属材料，而硬质合金刀具则适用于切削硬度较高的金属材料和非金属材料。选择合适的刀具材料和类型可以显著提高加工效率和质量。刀具类型及选用03在刀具选用时，还需考虑经济性和安全性原则。经济性原则要求在满足加工要求的前提下，尽量选择成本较低的刀具；安全性原则则要求刀具在使用过程中应具备足够的强度和稳定性，避免因刀具损坏导致的安全事故。例如，某企业在加工一批零件时，通过合理选用经济型刀具，降低了生产成本；同时，通过严格检查刀具的强度和稳定性，确保了加工过程的安全性。刀具选用的经济性与安全性Page21习题一、填空题：机床的精度主要包括：

、

、

。2.

是构成工序的基本单元。3.

刀具按照材料进行分类可分为

、

、

、

、

。4.

常见夹具主要类型有：

、

、

。二、简答题：1.简述数控加工工艺设计基本流程。2.列举3种常见材料的刀具，说明刀具特点及应用场合。谢谢！Page23《数控机床数字孪生设计与仿真验证》

——第8章数字孪生加工编程与验证Page24目标与导读8.1测试零件的数字孪生环境创建8.2测试零件的数控程序编制8.3基于NAS试件虚拟加工验证8.4测试零件的数字孪生切削分析2目录143Page25目标与导读知识

目标1.熟悉CMVM数字孪生环境创建界面2.掌握西门子ProgramGUIDE循环语句方式编程和CAM两种编程及仿真方法3.掌握在CMVM中使用测头进行在线检测的一般方法4.掌握AMWT工件与刀具路径分析软件的基本操作方法能力

目标1.能够建立数字孪生环境2.能够完成简单零件的数控编程和虚拟加工3.能够完成测头的标定、腔体和凸台等特征的在线检测4.能够完成对加工程序进行刀具路径分析素质目标1.培养学生的问题解决能力和创新能力2.培养学生表达能力和团队协作能力3.培养学生工程应用能力4.培养学生自主学习和自我提升的能力思政目标1.通过数字孪生环境的创建，提升学生工程应用的创新思维2.通过虚拟加工和在线检测，培养学生精益求精的工匠精神，发展新质生产力教学目标导读Page268.1测试零件的数字孪生环境创建8.1.1.创建刀具01

基于CMVM的数字孪生环境创建主要包括刀具、夹具以及毛坯的建立。为了方便虚拟加工过程，在右上方的“选择可见窗口”中选项卡中钩选“SINUMERIKOperate”“机床控制面板”“3D仿真”三个页面，形成如图所示的数字孪生环境人机交互界面。刀具创建流程02刀具创建流程

在开始编程前，首先在机床控制面板中操作，把钥匙开关拨到3档，以获得创建和修改刀具参数以及数控程序的权限。同时把开启“SPINDLESTART”主轴使能和“FEEDSTART”进给使能。Page278.1测试零件的数字孪生环境创建8.1.1.创建刀具01

在HMI程序管理器里面的“刀具列表”页面中，点击“刀具名称”下的空白框，然后点击右侧的“新建刀具”，然后在对话框中选择“立铣刀”，点击“确认”，然后操作在“刀具名称”中输入“ENDMILL_D32”，ST=1，D=1，长度＝180，半径＝16，齿数＝４等信息。刀具创建流程02刀具创建流程在NX软件中完成BT40刀柄的建模，将模型工作坐标系中各个坐标轴调整成如图所示，原点位于上平面（与主轴的配合平面）的中心位置，Z轴向上，然后导出STL格式模型备用。在“3D仿真”中主要有“机床”、“库”、“碰撞”三个子页面，选择“库”，点击右下脚的“新建库元素”，选择“适配器”，然后导入刀柄的STL模型，命名为“BT40_ER32”，因为NX中设定的零点满足要求，所以不需要调整，点击“保存修改”即完成刀柄的创建。Page288.1测试零件的数字孪生环境创建8.1.1.创建刀具01操作点击“机床”进入机床页面，操作隐藏机床门，操作打开“刀具管理器”（红色感叹号说明有刀具未定义），打工开的新窗口显示新建刀具“ENDMILL_D32”未完全定义，操作可以定义刀具的颜色，这样这把刀加工过的表面将会呈现出相应的颜色。操作定义刀柄，适配器（刀柄）和刀具可以自定义结构复杂的模型，也可以用参数（圆柱）简单代替。在适配器点击从“从库导入”选择刚入库的“BT40_ER32”，操作定义刀具的刀刃长度为60mm，这样刀具就创建好了，前面在HMI中创建的刀具长度180mm，是指刀尖到机床主轴平面的距离，如图所示。另外，建好“DRILL_D16”麻花钻备用，长度180mm，半径8mm，尖角118度，刀刃长度为32mm。刀具创建流程02Page298.1测试零件的数字孪生环境创建8.1.2.创建夹具与毛坯夹具创建流程在NX软件中完成平口钳的装配，调整工作坐标系，使原点位于钳口中心，Z轴向上，XY轴与机床坐标系一致。导出STL格式模型后，在“3D仿真”页面导入模型，命名为“NAS_CLAMP”，完成虚拟平口钳的安装。例如，创建平口钳时，需精确调整钳口距离为160mm，以便装夹工件，确保加工过程中的稳定性。毛坯可通过导入STP/STL文件或自定义基本形状创建。选择基本形状中的“方座”，将毛坯尺寸定义为160mm×160mm×50.5mm，并命名为“NAS_SIMPLE”。通过“配置”对话框，将毛坯和夹具组合成一个配置，命名为“NAS_Setup”。例如，创建方形毛坯时，需确保毛坯尺寸与工件设计要求一致，以便在加工过程中提供足够的加工余量。毛坯创建方法Page308.1测试零件的数字孪生环境创建8.1.2.创建夹具与毛坯毛坯创建方法再次点击右下脚的“新建库元素”，选择“毛坯”，进入毛坯设置对话框，毛坯有两种设置方式，一是导入STP/STL文件，二是自定义基本形状。这里选择基本形状中的“方座”，将毛坯尺寸定义为160mm×160mm×50.5mm，并命名为“NAS_SIMPLE”。Page318.1测试零件的数字孪生环境创建8.1.2.创建夹具与毛坯毛坯创建方法再次点击“新建库元素”，选择“配置”，进入“配置”对话框，操作配置名称设为“NAS_Setup”。先设置“毛坯”组件，点击“从库导入”，选择刚设定的“NAS_SIMPLE”毛坯；然后设置“保护区”组件，点击“从库导入”，选择刚设定的“NAS_CLAMP”毛坯，弹出“定义组件的固定点”对话框，填入-59mm，（钳口到机床平台的距离是79，这样设置为保证装夹高度为20mm）。这样，毛坯和夹具设置完成，如图所示，点击“保存配置”，该配置后期可以多次调用。点击“机床”页面，操作点击“配置管理器”，操作在弹出的“快速保护”对话框中双击鼠标选择“NAS_Setup”，这样回到“机床”视图，可以看到“NAS_Setup”组件就安装在机床中心位置。Page328.2测试零件的数控程序编制8.2.1.简化NAS试件编写加工工艺零件材料为硬铝2A12，尺寸为160mm×160mm×50.5mm的方形毛坯，未加工上表面。利用平口钳夹紧下端20mm。毛坯准备工步表详细列出了各工序的加工内容、刀具规格、主轴转速、进给速度和切削深度。例如，铣削上平面时，选用Φ32mm立铣刀，主轴转速3000rad/min，进给速度1200mm/min，切削深度0.5mm。工步表编制选择编程零点为上表面对称中心，通过刀设定零点偏置G54。切削用量计算转速，进给按齿计算。制定工步表，明确各工序的加工内容、刀具规格、主轴转速、进给速度和切削深度。确定工艺方案及加工路线Page338.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程在HMI程序管理器中新建“ProgramGUIDEG代码”空文件，进入编程页面后，通过图形界面输入毛坯的尺寸和形状。例如，输入毛坯尺寸时，需确保尺寸与工件设计要求一致，以便进行后续加工。刀具调用与零件上表面铣削循环调用Φ32mm立铣刀，手动输入程序代码，完成刀具调用。设置铣削循环参数，完成零件上表面的铣削。例如，调用刀具时，需确保刀具参数与工件加工要求一致，避免刀具损坏或加工精度不足。通过调用轮廓和编程界面，完成各轮廓的粗加工和精加工编程。钻孔编程时，调用Φ16mm钻头，设置钻孔参数，完成钻孔加工。例如，编程时需根据工件的形状和尺寸，合理设置轮廓和钻孔参数，确保加工过程的高效性和准确性。轮廓编程与钻孔编程程序输入毛坯Page348.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程1.程序输入毛胚2.刀具调用Page358.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程3.零件上表面铣削循环Page368.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程4.轮廓编程Page378.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程4.轮廓编程Page388.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程5.钻孔编程Page398.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程6.建立轮廓Page408.2测试零件的数控程序编制8.2.2.编程方式一：利用ProgramGUIDE编程ProgramGuide程序也有对应的G代码程序，编写好加工程序之后，点击“执行”和“CLCLESTART”按钮让程序运行起来，可以在加工界面右边选择“基本程序段”。点击之后，就可以看到，其实它是也是对应着G代码的。也就是说，使用的Programguide编程方式只是一种更方便的编程和检查的工具，G代码程序才是最后控制机床运动的加工程序Page418.2测试零件的数控程序编制8.2.3.编程方式二：利用CAM软件编程在CAM软件中完成工件的三维建模，创建刀具，设定加工坐标系，指定毛坯，选择加工方法，设定切削参数，后处理生成NC程序，导入CMVM仿真。例如，CAM编程时，需根据工件的形状和尺寸，合理选择加工方法和切削参数，确保加工过程的高效性和准确性。选择合适的后处理器，导出NC程序。将程序粘贴到新建的系统程序里，或直接从优盘中读取程序，进行模拟加工。例如，后处理时需确保程序格式与数控系统兼容，避免程序错误或无法运行。CAM编程流程后处理与程序导入Page428.2测试零件的数控程序编制8.2.3.编程方式二：利用CAM软件编程选择合适的后处理器，导出NC程序。将程序粘贴到新建的系统程序里，或直接从优盘中读取程序，进行模拟加工。例如，后处理时需确保程序格式与数控系统兼容，避免程序错误或无法运行。后处理与程序导入Page438.2测试零件的数控程序编制8.2.3.编程方式二：利用CAM软件编程选择合适的后处理器，导出NC程序。将程序粘贴到新建的系统程序里，或直接从优盘中读取程序，进行模拟加工。例如，后处理时需确保程序格式与数控系统兼容，避免程序错误或无法运行。后处理与程序导入Page448.2测试零件的数控程序编制8.2.3.编程方式二：利用CAM软件编程选择合适的后处理器，导出NC程序。将程序粘贴到新建的系统程序里，或直接从优盘中读取程序，进行模拟加工。例如，后处理时需确保程序格式与数控系统兼容，避免程序错误或无法运行。后处理与程序导入Page458.2测试零件的数控程序编制8.2.4.

CMVM导入CAM程序

在HMI程序管理器中新建空程序，将CAM导出的程序复制粘贴进去，添加毛坯循环代码，点击“模拟”完成模拟加工。

例如，复制程序时需确保程序内容完整，避免因程序错误导致模拟失败。复制CAM程序至CMVM软件仿真Page468.2测试零件的数控程序编制8.2.4.

CMVM导入CAM程序将存有CAM程序的优盘插入计算机，通过SINUMERIK

Operate界面打开程序，添加毛坯尺寸，点击“模拟”完成模拟加工。例如，导入程序时需确保优盘无病毒，避免因病毒感染导致程序损坏或无法运行。导入CAM程序至CMVM软件仿真Page478.2基于NAS试件虚拟加工验证8.2.1.标定测头在“3D仿真”页面中加载标准环，新建测头并输入粗略长度和半径值。新建标定程序，调用测头，手动输入程序代码，完成测头的长度和半径标定。例如，标定测头时需确保标准环的尺寸和位置准确，避免因标准环问题导致测头标定不准确。01测头标定流程Page488.3基于NAS试件虚拟加工验证8.3.1.标定测头Page498.3基于NAS试件虚拟加工验证8.3.2.虚拟加工加工坐标系设定虚拟加工过程在“SINUMERIKOperate”面板中，点击“零件偏移”，在G54中设定Z值为109，将加工坐标系原点设在毛坯中心。调用“NAS_Setup”配置，完成虚拟加工环境的搭建。例如，设定加工V坐标系时需确保坐标系原点与工件设计要求一致，避免因坐标系错误导致加工偏差。在“机床控制面板”中启动主轴和进给使能，点击“AUTO”模式并启动加工程序，虚拟机床开始切削，完成加工后效果如图所示。例如，虚拟加工时需确保加工程序正确无误，避免因程序错误导致加工失败或损坏工件。Page508.3基于NAS试件虚拟加工验证8.3.3.在线检测新建检测程序，调用测头，手动输入程序代码，完成对Φ60mm圆形内腔、Φ108mm圆形凸台和108mm×108mm方形轮廓的检测编程。检测程序编制Page518.3基于NAS试件虚拟加工验证8.3.3.在线检测启动检测程序后，测头自动测量工件的尺寸和形状，检测结果包括设定值、测量值和偏差值。通过分析检测结果，可评估加工精度和质量。例如，检测结果分析时需根据偏差值评估加工质量，若偏差值较大，需调整加工程序或机床参数，确保加工精度。检测结果分析Page528.4测试零件的数字孪生切削分析8.4.1.智能刀路与工件分析软件介绍AnalyzeMyWorkpiece/Toolpath（AMWT）软件可通过分析切削刀路轨迹和跟踪机电信号变化，提高工件加工的表面质量、生产效率和加工精度。例如，AMWT软件支持打开STL、MPF和XML格式文件，可三维显示工件加工刀轨，检验NC加工程序和Trace跟踪文件，快速找出刀轨缺陷。软件功能与特点Page538.4测试零件的数字孪生切削分析8.4.2.文件导入

使用CMVM软件生成.XML格式的SINUMERIKTrace跟踪文件，通过AMWT软件打开并3D可视化加工过程中的机床跟踪数据，分析工件加工过程中的性能指标。

例如，生成.XML文件时需确保变量采集完整，避免因变量缺失导致分析结果不准确。文件导入与分析Page548.4测试零件的数字孪生切削分析8.4.2.文件导入Page558.4测试零件的数字孪生切削分析8.4.2.文件导入Page568.4测试零件的数字孪生切削分析8.4.3.查看点位、刀具路径例如，切换查看点位和刀具路径时需根据加工要求选择合适的显示方式，以便更好地分析加工过程中的问题。在AMWT软件中，可通过点位、刀具路径可见按钮切换显示，通过颜色对加工工件进行分析，评估加工过程中的点位分布和刀具路径合理性。点位与刀具路径切换Page578.4测试零件的数字孪生切削分析D着色分析4D着色分析方法在4D着色分析窗口中，选择不同的类型变量，如位置、速度、加速度等，应用不同颜色对性能指标进行4D着色、显示和评估。例如，选择路径速度进行4D着色分析时，可通过颜色分布评估加工过程中的速度变化，优化加工程序和机床参数。4D着色分析案例通过路径速度4D着色分析，可查看并分析加工过程中沿刀具路径的速度分布是否合理，优化加工程序和机床参数，提高切削效率。例如，分析路径速度时，若发现速度变化较大，可通过调整切削用量或优化刀具路径，提高加工效率和质量。Page58习题一、填空题：CMVM的“3D仿真”中可以“新建库元素”有哪些：

、

、

。2.可以导入的模型格式主要有哪些：

、

。3.

校准测头主要是指校准测头的：

、

。4.AMWT软件支持打开

格式的CAM软件的3D模型、

格式的NC加工程序、

格式的SINUMERIKTrace跟踪文件。二、简答题：1.试简述创建虚拟刀具的过程。2.试简述“ProgramGUIDE”编程方式的特点。3.试简述使用CMVM软件生成.XML格式的SINUMERIKTrace跟踪文件的基本步骤。谢谢！Page60《数控机床数字孪生设计与仿真验证》

——第9章数据备份Page61目标与导读9.1保存并导出数字孪生数据9.2数字孪生数据与硬件的虚实互传2目录1Page62目标与导读知识

目标1.了解数字孪生数据保存及导入导出的方法2.了解SINUMERIKONE数控系统数据