【正文】 f50 N0410 g01 z40 f50 N0430 g02 u4 w2 r2 f50 N0440 g01 z45 N0450 g01 u1 N0460 g01 z50 f50 N0470 g01 u1 w1 N0480 g00 z2 N0490 g01 x6 f100 N0360 g01 z5 f50 N0370 g01 u4 f50 N0380 g01 z15 f50 N0390 g01 u2 N0400 g01 u4 w8 f50 N0410 g01 u4 z40 f50 28 N0430 g02 u4 w2 r2 f50 N0440 g01 z45 N0450 g01 u1 N0460 g01 z50 f50 N0470 g01 u1 w1 N0480 g00 z2 N0490 g00 x50 z100 N0500 t2 N0510 g00 z15 N0520 g00 x20 N0530 g01 x8 f20 N0540 g01 x20 f30 N0550 g00 x50 N0560 g00 z100 N0600 g00 z50 N0610 g00 x30 N0620 g01 x20 f300 N0630 g01 x1 f15 N0700 g01 u1 w1 f30 N0710 g00 x50 N0720 g00 z100 N0800 m02 說(shuō)明 :在本程序中起刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)，及加工完后的終刀點(diǎn)為同一點(diǎn)，這樣的程序編制對(duì)應(yīng)零件的批量加工比較合適。開(kāi)發(fā)一個(gè)數(shù)控仿真系統(tǒng)的成功與否在于是否能夠以圖形顯示的方法再現(xiàn)實(shí)際切削加工過(guò)程，產(chǎn)生和實(shí)際加工相同的效果。零件加工過(guò)程干涉碰撞檢查是對(duì)數(shù)控代碼正確性儉測(cè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因?yàn)楦缮媾鲎矙z查不僅要檢查加工刀具在走刀加工中的干涉情況，還應(yīng)考慮實(shí)際加工環(huán)境的影響。解釋程序從 NC 坐標(biāo)信息文件中順序讀取加工指令，如為直線加工指令，則進(jìn)行直線插補(bǔ)運(yùn)算，如為圓弧加工指令，則進(jìn)行圓弧插補(bǔ)運(yùn)算，并在插補(bǔ)點(diǎn)求圓弧的切線，然后在各插補(bǔ)點(diǎn)進(jìn)廳角度比較。 干涉與碰撞檢查方法是，在插值點(diǎn)將刀具的主偏角和副偏角分別與縱向和橫向的合成進(jìn)給角進(jìn)行比較。 零件加工過(guò)程干涉碰撞檢查 對(duì)于數(shù)控車削而言，零件表面輪廓形狀復(fù)雜，尤其在零件表面曲率變化較大，刀具在切削運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果刀具參數(shù)選擇不當(dāng)，可能會(huì)產(chǎn)生刀具和己加工過(guò)的表面發(fā)生干涉和碰撞。記錄的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括采樣點(diǎn)理想位置坐標(biāo)和位置角度、采樣點(diǎn)的實(shí)際位置和刀具姿態(tài)角等，采樣點(diǎn)的實(shí)際位置和刀具姿態(tài)角可通過(guò)建模來(lái)計(jì)算加工系統(tǒng)若干誤差源，一然后把這些數(shù)據(jù)依刀具運(yùn)動(dòng)軌跡添加到 m _Trajectory指定的文件中。所以，開(kāi)發(fā)軟件時(shí)，采用了刀具軌跡表示法，來(lái)記錄插補(bǔ)節(jié)點(diǎn)值。將插補(bǔ)所得到的所有坐標(biāo)，按順序顯示出來(lái)，就得到刀尖的軌跡。在系統(tǒng)中將直線或者圓弧的不同插補(bǔ)計(jì)算方法設(shè)置為不同的子模塊，對(duì)插補(bǔ)類型進(jìn)行判斷后，直接調(diào)用相應(yīng)的插辛卜子模塊進(jìn)行計(jì)算。由于本系統(tǒng)中圓弧的圓心不一定在坐標(biāo)原點(diǎn)，因此，在給出圓弧的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓 21 心或者半徑等數(shù)據(jù)后，還需要給出圓弧為優(yōu)弧或者劣弧的判斷，從而唯一確定需要進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算的圓弧對(duì)象。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同插補(bǔ)方法和不同精度下的單步和連續(xù)插補(bǔ)仿真計(jì)算，還可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)同一對(duì)象的同步插補(bǔ)計(jì)算和插補(bǔ)軌跡仿真。 本系統(tǒng)主要是針對(duì)數(shù)控技術(shù)的教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此系統(tǒng)只對(duì)逐點(diǎn)比較法這種數(shù)控插補(bǔ)方法設(shè)計(jì)，插補(bǔ)對(duì)象以直線和圓弧為主 。 插補(bǔ)一般是指己知曲線上的某些數(shù)據(jù)，按照某種算法計(jì)算已知點(diǎn)之間的中間點(diǎn)的方法，也稱為“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。同時(shí)，針對(duì) SuperMan 200L 型多功能數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的具體情況，設(shè)計(jì)出一個(gè)專用翻譯子模塊，該模塊用來(lái)翻譯在 SuperMan 200L 型多功能數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中出現(xiàn)，而在其他數(shù)控系統(tǒng)中不出現(xiàn)或作用不一樣的 NC 指令，如G12(順時(shí)針橢圓插補(bǔ) )、 G13(逆時(shí)針橢圓插補(bǔ) )。最后，根據(jù)比較結(jié)果將正確的 NC 代碼存入系統(tǒng)的 NC 文件中。數(shù)控代碼的檢查時(shí)一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，不停的修改發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤直到代碼正確為止，其處理流程如圖31 所示。這種方法節(jié)約系統(tǒng)資源，只需要一般配置即可，不需要額外開(kāi)銷，同時(shí)它適應(yīng)于大程序的譯碼和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理不會(huì)降低系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理性能。 17 代碼的修改與確 認(rèn) NC 代碼的解釋分析是和檢查同步進(jìn)行的。因 此，在代碼翻譯過(guò)程中，也存在著一個(gè)系統(tǒng)定義的“虛擬機(jī)床”，它和仿真系統(tǒng)中所要模擬的虛擬數(shù)控系統(tǒng)有很多的相似之處。因?yàn)閳D形仿真主要解決的是刀尖軌跡的控制，所以，仿真主程序主要是進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算、刀補(bǔ)運(yùn)算以及數(shù)控車床特有的自動(dòng)螺紋切削運(yùn)算。通過(guò)代碼翻譯模塊，轉(zhuǎn)化為虛擬數(shù)控系統(tǒng)所能識(shí)別的通用指令格式文件。刀主軸狀態(tài) enum c。//機(jī)床的換刀功能 int s。 Double i。采取 C 語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)方式， 指令集表示如下： typedef struct tagSYSFORMAT { int b。如 FANUC6T 車床數(shù)控系統(tǒng)中的 G92 螺紋切削循環(huán)指令，就可以分解為三條有序的基本的機(jī)床指令 :G00(快速定位 )、 G32（單行程螺紋切削 )、 G00(快速返回 )，這幾個(gè)指令的循環(huán)使用就完成了 G92 指令的工作。而對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)講， CNC 控制器的設(shè)計(jì)必然要根據(jù)機(jī)床的硬件功能。 當(dāng)鼠標(biāo)單擊“選入刀庫(kù)”按鈕時(shí)，在相應(yīng)的消息處理函數(shù)中首先建立一個(gè)TurnCutter cutte:結(jié)構(gòu)變量并將“刀具主要參數(shù)”分組框內(nèi)的參數(shù)值賦給結(jié)構(gòu)變量的相應(yīng)成員，然后將該結(jié)構(gòu)變量放入 m_TurnCutterList 中保存起來(lái)。 CarrayTurnCutter,TurnCutteramp。//記錄車刀在“可選用刀具”框中 的位置 } TurnCutter cutterl。//車刀的主偏角 double dMainCutEdge。 （ 2）刀具類型，描述該刀具所加工的表面類型，如外圓左端面、右端面、內(nèi)孔等。 刀庫(kù)的建立 刀具數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是仿真系統(tǒng)的后勤 保障，能容納大量的刀具數(shù)據(jù)并且做到有效的管理。因此，根 據(jù)上述分析，用直徑和長(zhǎng)度尺寸來(lái)建立棒料毛坯的幾何模型。 工件毛坯的模型設(shè)計(jì) 車削仿真系統(tǒng)所建立的回轉(zhuǎn)體類工件模型具有以下特點(diǎn) :工件模型間斷，容易實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程仿真，計(jì)算效率高 。然后，從 NC 代碼文件中讀取刀具運(yùn)動(dòng)指令及坐標(biāo)信息，并調(diào)用相應(yīng)的加工仿真算法使之可以完成對(duì)刀具的 運(yùn)動(dòng)軌跡仿真、切削加工仿真。完成對(duì) NC 程序進(jìn)行語(yǔ)法分析，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等工作，其過(guò)程如下： （ 1） 對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行處理使之成為一個(gè) NC 坐標(biāo)信息文件。無(wú)論加工什么樣的零件一律是工件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 。 車削仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 車削加工仿真的任務(wù) 車削加工仿真 要完成以下幾項(xiàng)任務(wù) :毛坯數(shù)據(jù)模型的建立、刀具庫(kù)的建立、 13 刀尖軌跡數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立、工件截面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立、仿真數(shù)據(jù)的記錄、切削加工仿真和仿真結(jié)果檢查。先按照操作面板上所有按鍵及顯示屏顯示的所有狀態(tài)以及每個(gè)顯示狀態(tài)下控件的變化或變化規(guī)律設(shè)計(jì)出交互界面，并同時(shí)完成實(shí)現(xiàn)不同窗體間轉(zhuǎn)換這部分基本代碼的編寫(xiě)，從而構(gòu)造出教學(xué)仿真系統(tǒng)的基本框架。 程序設(shè)計(jì)的 任務(wù) 由于本課題是對(duì)數(shù)控加工教學(xué)仿真系統(tǒng)進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上提出了基于Visual Basic 語(yǔ)言環(huán)境的總體設(shè)計(jì)思路一一“界面總體設(shè)計(jì)，功能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)”的模塊化設(shè)計(jì)方案，分析了設(shè)計(jì)步驟，給出了功能的擴(kuò)充方法。工件 繞主軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀架沿車床縱向?qū)к壓蜋M向?qū)к壸髦本€運(yùn)動(dòng)，形成刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而在工件上加工出要求的回轉(zhuǎn)面。其中，數(shù)控加工仿真子菜單由部件庫(kù)、加工程序選擇、加工過(guò)程選擇 3 個(gè)菜單項(xiàng)組成。在 VB 系統(tǒng)中形成車削加工環(huán)境，就是要在模擬動(dòng)態(tài)加工前先將上述各部件庫(kù)中的部件用 VB 語(yǔ)言進(jìn)行描述，使得各部件能夠以其二維圖形的概貌 (車削主視圖 )顯現(xiàn)在屏幕上。菜單項(xiàng)“設(shè)置”主要包括字體、顏色設(shè)置，用于 NC 程序字體選擇及輪廓圖形、刀心軌跡的區(qū)分。 NC 圖形仿真系統(tǒng)的界面主要包括 :標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄、 NC 程序編輯區(qū)和繪圖區(qū)，可分別通過(guò) VB 程序中的菜單編輯器， ToolBar 與 ImageList 控件、 RichTextbox 等控件進(jìn)行創(chuàng)建，繪圖區(qū)用 Picturescale()函數(shù)建立。 控件反饋的信息也相應(yīng)分為向用戶反饋的和系統(tǒng)反饋的兩種。而對(duì)于一些變化型窗體，如軌跡顯示窗體，一方面要隨用戶的操作而加載、卸載或變?yōu)椴豢梢?jiàn)，另一方 面還要完成相關(guān)參數(shù)信息的接收和傳遞，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證這些窗體的位置始終處于模擬顯示屏內(nèi)，并協(xié)調(diào)好窗體的前后 位置關(guān)系?！眉虞d和卸載是窗體所響應(yīng)的兩種最主要的系統(tǒng)事件。 常見(jiàn)的用戶觸發(fā)事件 當(dāng)用戶和系統(tǒng)進(jìn)行直接交流的時(shí)候，鼠標(biāo)、鍵盤是最可能使用的交互工具。在本文系統(tǒng)中，自動(dòng)加工時(shí)選擇的“磁盤程 序”及程序編輯中選擇的“磁盤程序”、文件管理中的“新建文件”子菜單就使用了公共對(duì)話框控件。 （ 6） 定時(shí)器控件 (Timer)定時(shí)器是一個(gè)響應(yīng)時(shí)間的控 件。本文系統(tǒng)利用圖片框控件可以容納其它控件的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了仿真圖形顯示區(qū)、刀具類型展示區(qū)、 MDI 運(yùn)行界面、坐標(biāo)系 G54 的參數(shù)設(shè)置界面、刀偏表界面和刀補(bǔ)表界面。 （ 3） 文本框控件 (TextBox)文本框控件用于顯示設(shè)計(jì)時(shí)輸入的或運(yùn)行時(shí)在代碼中賦予的控件信息。 7 可視化設(shè)計(jì)基本控件 （ 1） 命令按鈕控件 (Command)命令按鈕控件可以開(kāi)始、中斷或者結(jié)束一個(gè)進(jìn)程。 （ 5） 過(guò)程 :指事件發(fā)生時(shí)要執(zhí)行的代碼。 （ 2） 屬性 :就是對(duì)象具有的性質(zhì)，以表明對(duì)象的狀態(tài)?？梢暬幊陶Z(yǔ)言的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面 :一是基于面向?qū)ο蟮乃枷?，引入了控件的概念和事件?qū)動(dòng) 。 （ 3） 多態(tài)性 多態(tài)性使指相同的操作或函數(shù)、過(guò)程可作用于多種類型的對(duì)象上并獲得不同的結(jié)果。 在一個(gè)對(duì)象內(nèi)部，某些代碼和或某些數(shù)據(jù)可以是私有的 ，不能被外界訪問(wèn)。一般還要對(duì)參數(shù)加以說(shuō)明，參數(shù)可以是認(rèn)識(shí)該消息的對(duì)象所知道的變量名，或者是所有對(duì)象都知道的全局變量名。類具有操作，它是對(duì)象的行為的抽象，用操作名和實(shí)現(xiàn)該操作的方法來(lái)描述。 面 向?qū)ο蟪绦蛑械幕靖拍? （ 1） 對(duì)象 對(duì)象是由數(shù)據(jù)和容許的操作組成的封裝體，與客觀實(shí)體有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，它不僅能表示具體的事物，還能表示抽象的規(guī)則、計(jì)劃或事件。如東京農(nóng)工大學(xué)機(jī)械學(xué)院的實(shí) 驗(yàn)室就正在進(jìn)行幾種預(yù)測(cè)性的有關(guān)切削加工仿真技術(shù)軟件的研究。國(guó)內(nèi)對(duì)于數(shù)控機(jī)床加工仿真的研究主要在具體應(yīng)用對(duì)象方面，在具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)上也主要是應(yīng)用 OpeNGL顯示動(dòng)畫(huà)技術(shù)，也有少量是應(yīng)用部分 CAD/CAM 系統(tǒng)的仿真模塊實(shí)現(xiàn)的。任意改變 :用戶可利用該軟件提供的交互式建模環(huán)境，定義刀具、工件、夾具及其裝夾、甚至加工中心的模型。比如由北京市斐克科技有限責(zé)任公司研制開(kāi)發(fā)的 VNUC 仿真軟件、由南京宇航自動(dòng)化技術(shù)研究所研制開(kāi)發(fā)的宇航仿真軟件、由上海宇龍軟件工程有限公司研制開(kāi)發(fā)的宇龍仿真軟件等都是近年來(lái)比較知名的 國(guó)內(nèi)數(shù)控仿真軟件，被用于全國(guó)數(shù)控技能大賽和數(shù)控人才的培訓(xùn)中。韓國(guó) TurboTEK 公司開(kāi)發(fā)出面向培訓(xùn)的虛擬數(shù)控車削及銑削加工環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控的幾何仿真并配有聲音信息。 數(shù)控仿真系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 國(guó)外在數(shù)控加工過(guò)程仿真方面做了許多工作。 （ 2） 利用網(wǎng)絡(luò)傳輸 NC 程序，避免人為輸入誤操作，縮短程序輸入時(shí)間。 意義： 本課題主要研究基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)控車床實(shí)訓(xùn)操作仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 3 意義如下： （ 1） 可以減少實(shí)際使用的數(shù)控設(shè)備。雖然目前市場(chǎng)上有不少先進(jìn)的仿真軟件，但它們所能解決的大都是些共性的問(wèn)題，并且價(jià)格昂貴。 選題背景與意義 選題背景： 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)在設(shè)備方面普遍采用數(shù)字控制己成為當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的一大主流。仿真技術(shù)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密相連。 物理仿真考慮理想狀態(tài)，與實(shí)際有較大差距。銑螺旋槽、銑齒輪等多種銑削形式 。由于機(jī)械加工過(guò)程仿真還處于起步階段，目 前存在以下幾方面的問(wèn)題： 仿真的加工形式少，研究范圍窄。 數(shù)控加工仿真存在的問(wèn)題 進(jìn)行機(jī)械加工過(guò)程仿真，主要存在以下兩種情況。虛擬制造技術(shù)使廠家可以在不同的城市甚至不同可國(guó)家通過(guò) Inter/Intra 進(jìn)行設(shè) 計(jì)、加工，共享同一產(chǎn)品模型，從而大大提高效率，降低成本。產(chǎn)品更新的速度越來(lái)越快，市場(chǎng)需求朝著小批量、個(gè)性化方向發(fā)展。 CIMATRON90SHI 中檔 CAM 軟件的代表，該軟件產(chǎn)自以色列，其實(shí)用性強(qiáng)，也是航空、汽車、電子、模具行業(yè)廣泛應(yīng)用的 CAM軟件。 由此可見(jiàn)，上述工作需要人與計(jì)算機(jī)相互配合、共同完成。 關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)數(shù)控；模擬仿真；圖形界面； II Abstract Numerical control machine tool is working master in machinemade industry in the current time, which is used more and more in China. It became a very important that train themanipulatorof CNCmachiool. This p