【正文】 下圖 和圖 是最后的演示效果圖 。數(shù)控加工的【屏幕演示】過(guò)程與【 NC 檢測(cè)】完全一樣。加工孔的設(shè)定可以直接點(diǎn)選要 模擬仿真 二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控裱花機(jī)自動(dòng)編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 加工的孔，也可以通過(guò)直徑值來(lái)確定相應(yīng)大小的孔，如圖 所示。 圖 孔加工模型創(chuàng)建 Creating hole machine modles (2)加工方法設(shè)置 打孔銑削中加工方法的設(shè)置與上述體積塊加工方法的設(shè)置步驟基本一致，此處就不在詳細(xì)贅述，刀具及 NC 序列參數(shù)根據(jù)具體的要求來(lái)進(jìn)行設(shè)置。 圖 演示軌跡 The demo track 1 2 3 【演示】按鈕 【速度控制】按鈕 刀具 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 22 在【演示路徑】中選擇【 NC 檢測(cè)】，命令，可對(duì)工件材料進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，觀察刀具切割工件的實(shí)際運(yùn)行情況，并可檢查干擾項(xiàng)，如圖 所示。 在 【 NC 序列】菜單中選擇【演 示軌跡】命令，在【演示路徑】中選擇【屏幕演示】，可觀測(cè)刀具的行走路線。 圖 確定銑削體積塊 Determining the size of the block milling (4)體積塊銑削加工過(guò)程仿真 完成刀具路徑規(guī)劃后，可生成刀具路徑和 CL 數(shù)據(jù)。在 Pro/E 中，可由 MFG 幾何特征來(lái)構(gòu)建其加工區(qū)域， MFG 幾何特征由銑削窗 口、銑削曲面、銑削體積塊等特征組成。 NC 序列參數(shù)設(shè)置如圖 所示。 對(duì)于體積塊銑削的 NC 序列設(shè)置，選擇【加工】 /【 NC 序列】 /【新序列 】，在彈出的【輔助加工】菜單中選擇【體積塊】 /【 3 軸】，點(diǎn)擊【完成】， 可生成如圖 所示的 【序列設(shè)置】菜單 ，主要 勾選【刀具】、【參數(shù)】、【體積】三個(gè)選項(xiàng)，點(diǎn)擊【完成】， 在彈出的【刀具設(shè)定】對(duì)話框中進(jìn)行刀具定義。 圖 操作參數(shù)設(shè)置 The setting of operating parameters 如圖 所示，在機(jī)床設(shè)置對(duì)話框中對(duì)體積塊銑削加工相關(guān)相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 選擇 【制造設(shè)置】 /【操作】命令，在彈出的【操作設(shè)置】對(duì)話框中可以定義操作名稱，單擊 按鈕，可以對(duì)工作機(jī)床進(jìn)行設(shè)置，如圖 。其中，對(duì)于機(jī)床、刀具、夾具等操作設(shè)置，可以在 NC序列定義之前預(yù)先建立其數(shù)據(jù)庫(kù)。再次 點(diǎn)擊拉伸按鈕， 在 Top 平面上繪制跨度為 290mm(8 寸 )的蛋糕花型，點(diǎn)擊切除按鈕 ，將這部分實(shí)體切掉， 切除深度為 100mm， 具體創(chuàng)建過(guò)程如圖 所示。下面就其具體操作過(guò)程進(jìn)行 詳細(xì)的 介紹。在完成了前面兩個(gè)部分之后，蛋糕的制作基本上已經(jīng)完成了，最后是在蛋糕表面進(jìn)行刻字操作， 到此，整個(gè)蛋糕裱花操作已經(jīng)完成。在完成了蛋糕整體的制作之后，需要對(duì)蛋糕表面進(jìn)行修飾， 修飾的過(guò)程即局部裱花的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可以通過(guò)打 孔操作來(lái)完成。需要強(qiáng)調(diào)的是體積塊銑削中是將模型中被銑削的材料移除，而在蛋糕裱花中是將奶油堆積起來(lái)，它們的過(guò)程雖有所不同，但走刀（擠奶）路徑及最終雖達(dá)到的目的都是完全一樣的。 結(jié)合蛋糕的整體外形，將蛋糕裱花的數(shù)控加工過(guò)程 主要分為三個(gè) 過(guò)程 ： (1)體積 塊 操作，即蛋糕整體的制作。 數(shù)控加工操作與演示 在進(jìn)行數(shù)控加工操作之前， 應(yīng)該將毛坯及成品零件圖分別畫(huà)出來(lái)，完成之后進(jìn)入到 Pro/E NC加工模塊， 選擇“制造模型”菜單，將參照模型 和工件通過(guò)裝配的方式組合在一起。 這三個(gè)部分前后相關(guān)，任何一個(gè)部分操作的正確與否都會(huì)直接影響到其他兩部分的操作，它們共同構(gòu)成了自動(dòng)編程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體。 圖 SIEMENS 810D 和 FANUC 16iM 系統(tǒng)參數(shù)意義的比較 Comparison of system parameters between SIEMENS 810D and FANUC 16iM SIEMENS 810D 系統(tǒng)參數(shù)意義如下： (1)RTP：后退點(diǎn)的坐標(biāo)值（絕對(duì)）； (2)RFP： 工件表面坐標(biāo)值（絕對(duì)）； (3)SDIS：相對(duì)于工件表面的安全量； (4)DP：采用坐標(biāo)最終深度（絕對(duì)）； (5)DPR：距離工件表面的深度（相對(duì)）； FANUC 16iM 系統(tǒng)參數(shù)意義如下： (1)R： Z 軸的起點(diǎn)； (2)Z：鉆孔深度； (3)F：鉆孔進(jìn)給率； 4 基于 Pro/E NC 的蛋糕裱花后置處理 概述 裱花機(jī)自動(dòng)編程程序的輸出分為三個(gè)部分。 SIEMENS系統(tǒng)采用 MCALL來(lái)調(diào)用、停止 CYCLE類型循環(huán)，而 FANUC系統(tǒng)都采用 G類型循環(huán) ，兩者格式相差較大 （ 鄧奕，謝駭，蔣德軍 ， 2021） ，如下表 。 表 部分 G 代碼功能說(shuō)明 Table Part of the G code function G 代碼 說(shuō)明 G 代碼 說(shuō)明 G00 快速定位 G20/G21 單位選擇（英制 /公制） G01 直線插補(bǔ) G40/G41/G42 刀具半徑補(bǔ)償（取消 /左補(bǔ) /右補(bǔ)） G02/G03 圓弧插補(bǔ)（順時(shí) /逆時(shí)） G43/G44* 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償（取消 /正補(bǔ) /負(fù) 補(bǔ)） G04 暫停 G54G59 加工坐標(biāo)偏置 G15/G16 極坐標(biāo)取消 /開(kāi)啟 G90/G91 尺寸模式（絕對(duì) /增量） G17/G18/G19 加工平面的選擇 G98/G99* 固定循環(huán)退刀平面的選擇 注：上表是 FANUC 16iM 的 G 代碼部分說(shuō)明，帶 *表示 SIEMENS 系統(tǒng)沒(méi)有或者意義不同，詳見(jiàn)機(jī)床手冊(cè) 輔助功能 M 代碼 輔助功能 M代碼主要用于控制數(shù)控機(jī)床的一些運(yùn)動(dòng)功能，如主軸的轉(zhuǎn)向、冷卻液的開(kāi)停、程序的結(jié)束狀態(tài)，其詳細(xì)說(shuō)明如下表 。$PATH=/_N_MPF_DIR N1 T10 M6 N3 G500 N2 S5300 M3（程序頭格式） N4 G54（程序頭格式 ） N3 G0 X7 Y4 N5 T06 N4 G43 Z50 H10 M7 N6 M6 N5 Z20 N7 S5000 M3 ?? N6 G1 Z15 F30 ?? N49 G500 G0 X50 Y30 N21 M5 N50 M30（程序尾格式） N22 M30（程序尾格式） 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 16 準(zhǔn)備功能 G 代碼 準(zhǔn)備功能 G代碼是控制數(shù)控系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置為某種預(yù)期狀態(tài)，或某種加工模態(tài)的代碼。而在 FANUC系統(tǒng) 中， 其格式為地址碼O加數(shù)字組成，如 O2345， O表示地址碼開(kāi)頭； 2345為數(shù)字，表示程序名 （劉雄偉，2021） 。 數(shù)控系統(tǒng)文件頭尾格式 NC程序的頭尾格式由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)決定，它的格式正確與否，決定 NC程序是否能夠準(zhǔn)確傳輸給機(jī)床。其 NC程序格式相差很大，現(xiàn)就以當(dāng)今兩大主流系統(tǒng) (FANUC系統(tǒng)、 SIEMENS系統(tǒng) )來(lái)分析。 隨著電子 和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常 強(qiáng)大。 二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控裱花機(jī)自動(dòng)編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 圖 Pro/NC 機(jī)床代碼格式定義 Pro/NC machine code format definition 數(shù)控系統(tǒng)代碼特點(diǎn)分析 數(shù)控控制 （ Numberical Control， NC)簡(jiǎn)稱數(shù)控，是指利用數(shù)字化的代碼構(gòu)成的程序?qū)刂茖?duì)象的工作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一種方法。這里是對(duì)輸出的格式定義，如圓弧插補(bǔ)定義，其定義了圓弧插補(bǔ)的模式、輸出基本的格式等，如圖 。 如圖 。 對(duì)于程序存儲(chǔ)器空間不大的系統(tǒng)， 加工復(fù)雜零件時(shí) ， 若不采用 Squence Numbers， 則可節(jié)省約 1/41/5的空華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)論文 14 間 。其界面如 圖 。 圖 Pro/NC 機(jī)床類型的定義 The definition of Pro/NC machine tool type (2)文件格式定義 文件格式的定義主要包括 MCD文件的定義、 List文件格式及程序段標(biāo)號(hào)的定義 。其定義主要有以下幾個(gè)方面 （ 惠延波 ， 2021） ： (1)機(jī)床類型定義 機(jī)床類型主要是定義機(jī)床的加工類型 (銑、車、車銑 、線切割 等 )，機(jī)床軸的定義 (軸的數(shù)目、軸的方向等 )，包括對(duì)旋轉(zhuǎn)軸類型及其方向、角度范圍等的定義，如圖 。 圖 Pro/NC 后置處理生成過(guò)程 The generation process of Pro/NC post processing 后置設(shè)置就是針對(duì)特定的機(jī)床，結(jié)合已經(jīng)設(shè)置好的機(jī)床配置，對(duì)后置輸出的數(shù) CAD/CAM NC 源代碼 Intercim APT 處理機(jī) CL文件 FIL 文件 Intercim GPOST 后處理 Option 文件 驅(qū)動(dòng) NC機(jī)床 List 文件 二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控裱花機(jī)自動(dòng)編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 控程序的格式，如程序段行號(hào)、程序大小、數(shù)據(jù)格式、編程方式、圓弧控制方式等進(jìn)行設(shè)置。由于數(shù)控系統(tǒng)的種類繁多，使用的加工程序的語(yǔ)言規(guī)則、格式特點(diǎn)各有不同，即使相同的數(shù)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)不同的機(jī)床的程序格式也有區(qū)別，這些差別都需在后置處理前進(jìn)行分析和處理的 （ 李佳 ,朱心雄 ， 1996） 。 下面是 蛋糕局部裱花（打孔銑削）在 數(shù)控加工操作之后生成的一個(gè) CL文件格式，并將其中的一些命令參數(shù)進(jìn)行 必要 的解釋，如表 。刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句是描述刀具移動(dòng)的語(yǔ)句，通過(guò)刀具運(yùn)動(dòng)語(yǔ)句，生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)據(jù)是 APT路徑 ,如 FROM/x， y， z， a， b， c語(yǔ)句和 GOTO/x， y， z， a， b， c語(yǔ)句等 為 幾何定義語(yǔ)句。 例如 CYCLE（循環(huán)）操作，這一功能的指令在不同的 CAM系統(tǒng)中表述格式各不相同，在 Pro/NC中的語(yǔ)句格式為： CYCLE/類型， DEEPTH， MMPM， CLEAR。 表 Pro/NC 中常見(jiàn)文件格式及擴(kuò)展名 Table The mon file formats and extensions in Pro/NC 文件類型 擴(kuò)展名 文件類型 擴(kuò)展名 裝配文件 加工參數(shù)數(shù)據(jù)文件 .asm .cel 插入的 CL 命令文件 .cmd 輔助參數(shù) 數(shù)據(jù)文件 .aux 進(jìn)行編輯所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件 .dat 孔加工參數(shù)數(shù)據(jù)文件 .drl 工程圖形文件 .drw 銑削參數(shù)數(shù)據(jù)文件 .mil 制造工件文件 .gph CL 語(yǔ)句別名文件 .ncd 信息數(shù)據(jù)文件 .inf CL 數(shù)據(jù)文件 .ncl 制造過(guò)程文件 .mgh 零件文件 .prt 數(shù)控程序文件 .tap 路徑表數(shù)據(jù)文件 .ppl NC 檢測(cè)圖像文件 .nck 位置參數(shù)數(shù)據(jù)文件 .sit 零件族表文件 .ptd 刀具參數(shù)文件 .tpm 刀具路徑保存文件 .tph 車削參數(shù)數(shù)據(jù)文件 .trn Pro/NC的加工模塊功能不同，其各功能模塊的應(yīng)用也千差萬(wàn)別， 如體積快、刻二軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控裱花機(jī)自動(dòng)編程系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 模、曲面、鉆孔等操作，加工過(guò)程中機(jī)床參數(shù)及各運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置都有所區(qū)別。 表 Pro/E主要功能模塊 Table The main modules of Pro/E 模塊名稱 執(zhí)行功能 Pro/NC MILL 通過(guò)定位執(zhí)行 軸銑削 通過(guò)定位執(zhí) 執(zhí)行 3 軸銑削和 孔 加工 Pro/TURN 執(zhí)行 2 軸車削 和中心線鉆孔 執(zhí)行 4 軸車削 和中心線鉆孔 Pro/NC WEDM 執(zhí)行 2 軸或 4 軸的“線 EDM” NC 序列 Pro/NC ADVANCED 執(zhí)行 2． 5 軸到 5 軸“銑削”和“孔加工” 執(zhí)行 2 軸或 4 軸的“車削”及“孔加工” 在銑削 /車削中心執(zhí)行“銑削”、“車削”和“孔加工 ” NC 序列 執(zhí)行 2 軸或 4 軸的“線 EDM” NC 序列 Pro/E各功能模塊所包括的功能不盡相同， Pro/NC ADVANCED功能是其中最強(qiáng)大的，其能完成多軸聯(lián)動(dòng)的車、銑、鉆等加工，如：銑刀側(cè)銑、 五軸曲面銑削等。它能完成多軸聯(lián)動(dòng)的功能。是一套由設(shè) 計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化的 實(shí)體造型 系統(tǒng) （ 白晶，劉斌，張?jiān)平?， 2021） 。 PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 等 。 Pro/E 軟件 概述 Pro/E 是 美國(guó) PTC公司旗下的產(chǎn)品 Pro/Engineer 軟件 的簡(jiǎn)稱 ， 是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜 合性三維軟件，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界 機(jī)械 CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而