畢業(yè)設計--二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p><b>　　關(guān)鍵詞III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p>　　Key wordsIV</p><p

2、><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題的背景1</p><p>　　1.2 數(shù)控技術(shù)研究與發(fā)展狀況1</p><p>　　1.2.1 國外的研究動態(tài)及發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)的研究動態(tài)及發(fā)展趨勢3</p><p>　　1

3、.3 課題研究的意義3</p><p>　　1.4 課題的技術(shù)路線及主要研究內(nèi)容4</p><p>　　1.4.1 技術(shù)路線4</p><p>　　1.4.2 主要研究內(nèi)容4</p><p>　　2 后置處理技術(shù)4</p><p>　　2.1 后置處理系統(tǒng)原理4</p><p

4、>　　2.2 后置處理過程分析5</p><p>　　2.3 后置處理的數(shù)學理論6</p><p>　　2.3.1 坐標平移6</p><p>　　2.3.2 比例變換6</p><p>　　2.3.3 坐標旋轉(zhuǎn)7</p><p>　　3 后置處理器實現(xiàn)平臺及數(shù)控系統(tǒng)分析9</p&g

5、t;<p>　　3.1 Pro/E軟件概述9</p><p>　　3.1.1 Pro/NC功能分析9</p><p>　　3.1.2 Pro/NC刀位點文件分析11</p><p>　　3.1.3 Pro/NC后置處理功能分析12</p><p>　　3.2 數(shù)控系統(tǒng)代碼特點分析15</p>&

6、lt;p>　　3.2.1 數(shù)控系統(tǒng)文件頭尾格式15</p><p>　　3.2.2 準備功能G代碼16</p><p>　　3.2.3 輔助功能M代碼16</p><p>　　3.2.4 固定循環(huán)特性16</p><p>　　4 基于Pro/E NC的蛋糕裱花后置處理17</p><p>　　

7、4.1 概述17</p><p>　　4.2 數(shù)控加工操作與演示18</p><p>　　4.2.1 蛋糕整體制作18</p><p>　　4.2.2 蛋糕局部裱花22</p><p>　　4.2.3 蛋糕刻字操作24</p><p>　　4.3 后置處理器的創(chuàng)建25</p>&l

8、t;p>　　4.4 數(shù)控程序文件輸出28</p><p>　　5 總結(jié)與討論29</p><p>　　5.1 總結(jié)30</p><p>　　5.2 討論30</p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　致謝33</b>

9、;</p><p><b>　　附錄34</b></p><p>　　二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機自動編程系統(tǒng)設計</p><p>　　摘 要: Pro/E自帶的后置處理功能，能夠獨立完成和實現(xiàn)數(shù)控程序的自動編程。所謂的后置處理，是將加工刀具路徑文件（CL文件）轉(zhuǎn)換成數(shù)控機床能夠操作和執(zhí)行的數(shù)控程序的過程，其結(jié)果直接影響到加工產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率。然

10、而，目前國內(nèi)許多CAD/CAM軟件還停留在CAD的層面上，對CAM模塊的技術(shù)掌握及應用效率并不是很高，其中非常關(guān)鍵的原因就是后置處理問題或者是CAM模塊的刀位點數(shù)據(jù)文件即CL文件（Cutter Location Source File)不完全透明，使得后置處理程序開發(fā)技術(shù)難度大、配置復雜且價格昂貴。</p><p>　　本文主要介紹了后置處理技術(shù)的數(shù)學基本理論，分析了后置處理開發(fā)過程及途徑、Pro/E各功能特性及

11、其后置處理開發(fā)平臺功能，比較了當今兩大主流系統(tǒng)德國SIEMENS和日本FANUC兩大數(shù)控系統(tǒng)編程指令的異同，并對NC數(shù)控程序與刀位點文件中各對應參數(shù)之間的關(guān)系進行了分析，接著開發(fā)符合要求的后置處理器，用以生成能夠被數(shù)控機床識別的加工程序。</p><p>　　最后，建立數(shù)控加工模塊模型，利用Pro/E自帶的數(shù)控加工仿真系統(tǒng)Vericut進行模擬仿真，輸出數(shù)控程序。同時，這也為不同結(jié)構(gòu)和型號的加工中心的后置處理提供

12、了理論支持和經(jīng)驗借鑒。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；后置處理；Pro/E；刀位文件；NC程序</p><p>　　The Design on Automatic Programming System of Two-axis CNC Decorating and Dressing Machine</p><p>　　Abstract: Pro/E has i

13、ts own post processing capabilities, which can finish automatic programming of NC program. The so-called post processing is a procession that cutter location file is transformed into the NC(Number Control) programme carr

14、ied out on the NC machine, it directly affects machining quality and manufacture efficiency.Nowday, lots of CAD/CAM are stagnated the CAD, the apply efficiency of the CAM is low.However, the key to the question is proble

15、m of Post processing or the opacity of </p><p>　　This paper explicitly introduces the math theory and developing process of post processing technology, and analyzes the function characters of Pro/E, also inc

16、luding the developing platform of post processing in Pro/E, compares the differences of the CNC programming instructions in the two main systems of Germany SIEMENS and Japan FANUC, also analyzes the relationship between

17、the NC program and the cutter location file in the corresponding parameters, and then develops to meet the requirements of</p><p>　　Finally,establishing a numerical control processing module model, using the

18、 Pro/E NC simulation system comes with Vericut for simulation, outputting the NC program. In the same time, it also provides the theoretical support and experience for different structures and models of Post processing m

19、achining center.</p><p>　　Key words: CNC machine tool; Post processing; Pro/E; Cutter location file; NC program</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 選題的背景</p><

20、;p>　　數(shù)控加工技術(shù)是為適應復雜外形零件的加工而發(fā)展起來的一種自動化加工技術(shù)，它是集機械制造、計算機應用、自動化控制以及自動檢測于一體的綜合性技術(shù)。數(shù)控技術(shù)的研究起源于飛機制造業(yè)，美國密西根Traverse City Parsons公司的John Parsons開始嘗試利用軸曲率數(shù)據(jù)來控制機器的動作，用于切削加工復雜的飛機機身零件(直升機的螺旋槳回轉(zhuǎn)翼)。后來，他還利用數(shù)學運算法為空軍成功地示范刀具路徑切削。1952年由美國空軍

21、與麻省理工學院(MIT)等合作研制而成的世界上第一臺三坐標數(shù)控銑床(Cincinnati-Hydrotel立式數(shù)控銑床)，從而揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序幕。隨后日本、德國、意大利等國家也先后出現(xiàn)自己的數(shù)控機床，我國也在1958年就開始數(shù)控的序幕，但發(fā)展步伐不快（馬海濤，2005）。</p><p>　　近年來，隨著我國航天航空事業(yè)的飛躍發(fā)展，更多的新型研制產(chǎn)品層出不窮，從而使得傳統(tǒng)的機械設計與制造方式發(fā)生著根本性的變

22、化，特別是現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的應用，采用計算機輔助數(shù)控編程，大大地縮短了產(chǎn)品的制造周期，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和競爭力，因而創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟效益，為企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。數(shù)控技術(shù)已是一個機械制造企業(yè)技術(shù)水平的重要標志，并且成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心和發(fā)展軍事工業(yè)的重要戰(zhàn)略技術(shù)，更是衡量一個國家機械制造工業(yè)水平的重要標志（李愛紅，2004）。</p><p>　　后置處理是把加工刀具路徑文件轉(zhuǎn)換成某數(shù)控機床

23、能直接執(zhí)行的數(shù)控程序的過程。由于后置處理系統(tǒng)與具體的數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)有關(guān)，因此，一般的CAD/CAM系統(tǒng)配置了一些后置處理程序供用戶選擇使用。但是，多數(shù)后置處理系統(tǒng)對多軸或是一些特殊的指令沒有配置后置程序，直接影響到CAD/CAM系統(tǒng)應用，因而，后置處理程序成為了CAD/CAM系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢和要求（詹友剛，2008）。</p><p>　　1.2 數(shù)控技術(shù)研究與發(fā)展狀況</p><p&

24、gt;　　數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機床和數(shù)控編程技術(shù)兩方面，數(shù)控編程是目前CAD/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一。對于復雜零件，特別是具有空間曲線、曲面的零件，如葉片、葉輪、復雜模具等，或者程序量很大的零件，數(shù)控編程通常采用自動編程系統(tǒng)，尤其在實現(xiàn)設計加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。1954年，第一臺三坐標數(shù)控銑床研制成功之后，美國麻省理工學院(MIT)就致力于NC(Number-Contr

25、ol)程序的計算機化，研制出“程序自動編輯工具”（沈兵，2001）。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)也隨著計算機軟硬件的發(fā)展而被更為廣泛地應用。如日本發(fā)那科公司的FANUC系統(tǒng)、德國西門子公司的SIEMENS系統(tǒng)、西班牙發(fā)格公司的FACTOR系統(tǒng)、法國NUM公司的NUM系統(tǒng)、日本三菱電機公司的MELDAS-M3/L3系統(tǒng)及中國上海開通公司的MTC-T系統(tǒng)、中國南京大方公司的JWK系統(tǒng)等等，數(shù)控廠家不計其數(shù)，型號千差

26、萬別，各種特定功能的機床也應運而生，這就使得后置處理系統(tǒng)成為了數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”（ 郭旭偉，2001）。</p><p>　　1.2.1 國外的研究動態(tài)及發(fā)展趨勢</p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，它對關(guān)系國計民生的一些重要行業(yè)(IT、汽車、輕工、醫(yī)療等)的發(fā)展也起

27、著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：</p><p>　　(1)高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢</p><p>　　效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技

28、術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學會(CIRP)也將其確定為21世紀的中心研究方向之一。</p><p>　　從發(fā)展趨勢的情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加

29、速度達2g，主軸轉(zhuǎn)速已達60000r/min。德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達120000r/min和lg。在加工精度方面，近十年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10µm提高到5µm，精密級加工中心則從3～5µm，提高到l～1.5µm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01µm)。</p><p>　　(2)軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展

30、</p><p>　　采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，一臺五軸聯(lián)動機床的效率可以等效于兩臺三軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，五軸聯(lián)動加工可比三軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復雜等原因，其價格要比三軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了五軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

31、當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)五軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型五軸聯(lián)動機床和復合加工機床(含五面加工機床)的發(fā)展。</p><p>　　新日本工機的五面加工機床采用復合主軸頭，可實現(xiàn)四個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得五面加工和五軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，此外，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoutio

32、n系列加工中心，可在CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制下，一次裝夾實現(xiàn)五面加工和五軸聯(lián)動加工。</p><p>　　(3)智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢</p><p>　　2l世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連

33、接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；為簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。</p><p>　　總之，新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平的大大提高，促進了數(shù)控機床性能向高精度、高速度、智能化、開放式、網(wǎng)絡化方向的發(fā)展，使得柔性自動化加工技術(shù)的水平不斷提高（申麗國，張昆，黃征，1996

34、）。</p><p>　　1.2.2 國內(nèi)的研究動態(tài)及發(fā)展趨勢</p><p>　　多年來，國內(nèi)對后置處理理論與技術(shù)也進行了較為深入的研究，取得了一定的研究成果。針對自行開發(fā)的CAD/CAM系統(tǒng)，張利波等提出了一種基于配置文件的開放式數(shù)控編程通用后置處理模型，定義了配置文件的語法規(guī)則，給出了配置文件的BNF語言描述及相應的解釋算法，并在HUSTCADM系統(tǒng)中給予實現(xiàn)。程筱勝等對南京航空航

35、天大學的超人CAD/CAM系統(tǒng)的通用后置處理系統(tǒng)進行了研究，開發(fā)了具有交互式圖形系統(tǒng)用戶界面的通用后置處理程序。盡管該后置處理系統(tǒng)具有很好的可靠性和較強的通用性，但超人CAD/CAM系統(tǒng)和HUSTCADM系統(tǒng)一樣都沒能走向商品化。近年來，國內(nèi)開發(fā)的商品化CAD/CAM系統(tǒng)中，CAXA-ME(制造工程師)是目前應用最廣泛的系統(tǒng)，通過后置處理設置，能解決常見數(shù)控機床的后置處理問題。但CAXA-ME有很大的局限性，只適用于一般銑削加工，在解決

36、Sodick類型機床的數(shù)控代碼時，如果零件中涉及到孔的加工，它將不能生成相關(guān)后置代碼。對于三維曲面多坐標數(shù)控加工及其編程技術(shù)，劉雄偉等探索了其后置處理的算法，韓向利等對五坐標數(shù)控機床的后置處理算法原理和后置處理配置文件參數(shù)進行了探索和設計。</p><p>　　近幾年來，我國數(shù)控技術(shù)產(chǎn)業(yè)在技術(shù)上己有多個方面的跨越。</p><p>　　(1)有了自主研制的CAD/CAM系統(tǒng)（如北航海爾公司

37、的CAXA-ME系統(tǒng))；</p><p>　　(2)可供應集成化、柔性化的制造裝備(如北京機電院等開發(fā)的多臺數(shù)控幾床聯(lián)成的局域網(wǎng)，可在服務器上實現(xiàn)加工對象的實體造型，并將加工程序通過網(wǎng)絡，自動地傳送到各臺數(shù)控機床)；</p><p>　　(3)向無圖加工領(lǐng)域邁上了一個新臺階(某航天研究所已完成整個系統(tǒng)的研究)；</p><p>　　(4)多軸連動的機床已國產(chǎn)化(常州

38、機床總廠研制的五軸聯(lián)動數(shù)控機床)；</p><p>　　(5)高速加工已開始國產(chǎn)化；</p><p>　　(6)并聯(lián)運動機床研究成功。</p><p>　　在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調(diào)產(chǎn)、學、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關(guān)，以解決國家之急需。</p><p>　　在數(shù)控技術(shù)方面，強調(diào)研究開發(fā)具

39、有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎（龔榮文，2007）。</p><p>　　1.3 課題研究的意義</p><p>　　在數(shù)控自動編程中，刀位軌跡計算過程為前置處理，前置處理產(chǎn)生刀位文件即CL文件(Cutter Lotion File)。而將刀位文件與具體的機床特性文件相結(jié)合，轉(zhuǎn)換成適合于機床能夠識別的加工程序的過程即為后置處理。對

40、于相同的加工，不同的數(shù)控機床或加工中心，代碼格式也各不相同，這就要求CAM軟件能夠提供不同機床的后置處理。而通用后置處理系統(tǒng)一般是指后置處理程序功能的通用化，要針對不同的數(shù)控系統(tǒng)對刀位文件進行后置處理，輸出數(shù)控程序，就需要在其基礎上開發(fā)出相應的專用后置處理程序（張運泰，2000）。好的CAM軟件，對于常見數(shù)控機床，都提供通用的后置處理模塊，但對于某些數(shù)控機床系統(tǒng)的特點，則提供了開放式的后置處理自定義功能。如Pro/E野火3.0、4.0系

41、統(tǒng)，具有采取問答和編程相結(jié)合的方式，幫助用戶定義特殊的后置處理功能，并能通過Vericut仿真系統(tǒng)進行干擾檢查，使用戶具有完成通用和專用后置處理的能力。在通用化后置處理的基礎上，進行專用化開發(fā)已成為后置處理技術(shù)發(fā)展的主要趨勢（C.Lartigue，E.Duc，A.Affouard，2003）。 </p><p>　　蛋糕裱花的數(shù)控操作關(guān)鍵是利用上述開發(fā)出的后置處理器完成從CL數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成PLC能夠識別的自

42、動執(zhí)行程序。并在此基礎上進行不斷的優(yōu)化操作，通過逆向思維，完善裱花操作過程中的各種動作。</p><p>　　1.4 課題的技術(shù)路線及主要研究內(nèi)容</p><p>　　1.4.1 技術(shù)路線</p><p>　　在通過大量的資料查閱及解讀之后，分析了通用后置處理系統(tǒng)及其實現(xiàn)過程，了解了后置處理開發(fā)過程中的難點及一些常用參數(shù)的設置問題，從而確定了本課題的技術(shù)路線。&

43、lt;/p><p>　　(1)熟練運用Pro/E提供的NC模塊進行各種銑削/車削操作及參數(shù)設置，如體積快、刻模、打孔、曲面等切削方式，并能夠進行數(shù)控模擬仿真，以排除干擾項。</p><p>　　(2)詳細了解總項目所開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，掌握其刀位點數(shù)據(jù)參數(shù)及一些常用的數(shù)控代碼指令的意義。</p><p>　　(3)進入Pro/E NC后置處理模塊，按照上述要求進行Post設

44、置，創(chuàng)建符合要求的后置處理器。</p><p>　　(4)輸出Pro/E數(shù)控加工過程中的CL數(shù)據(jù)文件，再通過后置處理器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)控程序。在此過程中還需進行數(shù)控程序代碼特點及開發(fā)平臺功能特性的分析。</p><p>　　(5)將轉(zhuǎn)換好的.tap文件載入到數(shù)控系統(tǒng)中進行初步試驗，以便進行后續(xù)的優(yōu)化與改進。</p><p>　　1.4.2 主要研究內(nèi)容</p&g

45、t;<p>　　(1)后置處理技術(shù)研究。闡述了本論文研究的背景、意義及數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢，并研究了坐標變換的數(shù)學理論及后置處理開發(fā)過程，為后置處理算法提供理論基礎；</p><p>　　(2)分析二軸聯(lián)動數(shù)控裱花機的工作臺運動特點，設計相應的PLC運行控制指令集。數(shù)控加工的走刀方式主要定義一下幾個指令：點定位（G00）；直線插補（G01）；順時插補（G02）；逆時插補（G03）；換刀動作（換奶油桶）

46、（M06）；奶桶號（T代碼）。還包括一些輔助代碼如啟動和停止指令。</p><p>　　(3)對后置處理的平臺(Pro/NC)及數(shù)控系統(tǒng)代碼進行分析，編寫相應的Pro/E后置處理程序。同時分析數(shù)控系統(tǒng)的編程指令的意義及結(jié)構(gòu)、Pro/NC的刀位點文件特點及后置處理平臺的功能。對SIEMENS和FANUC兩大主流系統(tǒng)的編程指令的特點進行剖析；</p><p>　　(4)根據(jù)Pro/E繪制的花形

47、圖案輸出相應的驅(qū)動控制程序。數(shù)控操作參數(shù)設置好之后，控制程序便可以通過后置處理器將CL文件轉(zhuǎn)換過來。</p><p><b>　　2 后置處理技術(shù)</b></p><p>　　基于蛋糕裱花的數(shù)控加工，本章主要針對Pro/E后置處理技術(shù)進行討論研究，分析了通用后置處理系統(tǒng)及其實現(xiàn)途徑。通過對后置處理過程的分析，深入的了解后置處理器在創(chuàng)建過程中的難點與重點，即坐標變換理

48、論。理解后置處理功能的基本理念，是有效對加工信息處理的重要前提和可靠保證。</p><p>　　2.1 后置處理系統(tǒng)原理</p><p>　　把刀位文件轉(zhuǎn)換成指定數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控程序的過程稱為后置處理(Postproccssing)。后置處理的任務是根據(jù)具體機床運動結(jié)構(gòu)和控制指令格式，將前置處理中計算的刀位點數(shù)據(jù)變換成機床各軸的運動數(shù)據(jù)，并按其控制指令格式轉(zhuǎn)換成為數(shù)控機床的加工程序。

49、一般包括以下幾個方面：機床運動變換、程序格式設置、編程方式設置、非線性運動誤差校驗、進給速度校驗等（曾愛華，1996）。</p><p>　　數(shù)控程序就是一連串的數(shù)控指令，而完成一個零件的數(shù)控加工一般需要連續(xù)執(zhí)行一連串的數(shù)控指令，數(shù)控機床的所有運動和操作都是執(zhí)行特定的數(shù)控指令的結(jié)果。自動編程的刀具軌跡計算產(chǎn)生的是刀位點文件(CL文件)，而不是數(shù)控程序。那么要完成從刀位點文件到數(shù)控程序的轉(zhuǎn)換，就必須通過與數(shù)控機床相

50、應的后置處理程序。后置處理系統(tǒng)分為通用后置處理系統(tǒng)和專用后置處理系統(tǒng)。專用后置處理系統(tǒng)只是針對一些特殊數(shù)控編程系統(tǒng)和數(shù)控機床而開發(fā)的專用后置處理程序，其刀位點文件也比較簡單，不符合IGES標準，其數(shù)控機床編程的指令也只用少許，程序結(jié)構(gòu)也比較簡單，實現(xiàn)也比較容易（詹友剛，2008）。</p><p>　　2.2 后置處理過程分析</p><p>　　數(shù)控機床的各種運動都是執(zhí)行特定數(shù)控指令的

51、結(jié)果，完成一個零件的數(shù)控加工一般需要連續(xù)執(zhí)行一連串的數(shù)控指令，即數(shù)控程序。利用自動編程方法將經(jīng)過刀位計算產(chǎn)生的是刀位文件設法轉(zhuǎn)換成數(shù)控機床能執(zhí)行的數(shù)控程序，并輸入機床才能進行零件的數(shù)控加工（龔榮文，2007）。</p><p>　　后置處理程序的輸入數(shù)據(jù)是輸出刀具位置的數(shù)據(jù)、機床描述信息以及控制機床各功能的輔助信息等。國際標準組織對刀位數(shù)據(jù)有相應的標準（Y. H. Jung, D. W. Lee, J. S. K

52、im，2002）。后置處理程序的主要任務包括對刀具位置數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換及插補處理，以及對后置處理語句的處理。其過程如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 后置處理流程</p><p>　　Fig.2.1 The process of Post processing</p><p>　　運動處理部分是后置處理的主要任務，它根據(jù)由刀位數(shù)據(jù)文件中讀入的刀具位置數(shù)據(jù)以

53、及幾何輪廓數(shù)據(jù)進行如下處理，主要工作包括：</p><p>　　(1)坐標的變換：在多坐標加工的程序處理過程中，就不可避免地要進行轉(zhuǎn)角的計算和坐標的變換工作。</p><p>　　(2)插補處理：根據(jù)機床所具有的插補功能和加工對象選擇采用合適的插補方法，如直線插補、圓弧插補等。</p><p>　　(3)極限及間隙校驗：要保證機床的工作行程極限不超出，并保證刀具不會

54、切入機床的任何部分，另外要保證刀具的加工軌跡在公差范圍之內(nèi)（關(guān)耀奇,譚加才,黃菊生，2005）。</p><p>　　2.3 后置處理的數(shù)學理論</p><p>　　數(shù)控機床一般用3個相互垂直的軸所形成的直角坐標系(滿足右手定則)來定義刀具的運動軸向。其軸向運動一般有兩種基本類型即線性運動和旋轉(zhuǎn)運動。數(shù)控機床根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，坐標系設定也不同。</p><p>　　

55、坐標變換就是根據(jù)機床坐標系特點，對刀位點進行坐標平移、旋轉(zhuǎn)等變換，具體表示為：</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　2.3.1 坐標平移</p><p>　　平移變換是指立體在空間沿X、Y、Z 軸三個方向移動一個位置，而立體本身的大小和形狀并不改變，齊次交換矩陣為：</p><p>&l

56、t;b>　　(2.2)</b></p><p>　　空間一點(x，y，z)在X、Y、Z軸三個方向的平移量分別為dl、d2、d3，其平移變化結(jié)果為：</p><p><b>　　(2.3)</b></p><p>　　2.3.2 比例變換</p><p>　　所謂三維比例變換就是將空間立體圖形各個頂點按

57、規(guī)定的比例放大或者縮小，齊次變換矩陣為：</p><p><b>　　(2.4)</b></p><p>　　如果X、Y、Z軸縮放的比例相同，即為（其中s=a1=b2=c3）?？臻g一點(x，y，z)在X、Y、Z軸三個方向的放大或者縮小比例s，其變化結(jié)果為：</p><p><b>　　(2.5)</b></p>

58、<p>　　2.3.3 坐標旋轉(zhuǎn)</p><p>　　三維旋轉(zhuǎn)變換指空間立體繞某一軸旋轉(zhuǎn)一個角度，一般繞坐標軸旋轉(zhuǎn)α角。α角的正負按右手法則確定：右手大拇指指向旋轉(zhuǎn)軸的正向，其余4個手指的指向即為α角的正向。</p><p>　　(1)XY平面繞Z軸旋轉(zhuǎn)α角</p><p>　　空間立體繞Z軸旋轉(zhuǎn)角α后，各頂點的Z坐標不變，只是X和Y坐標發(fā)生變化，如

59、圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 XY平面的旋轉(zhuǎn)</p><p>　　Fig.2.2 Rotation of XY plane</p><p><b>　　其齊次變換矩陣為：</b></p><p><b>　　(2.6)</b></p><p>　　(2)Z

60、X平面繞Y軸旋轉(zhuǎn)α角</p><p>　　空間立體繞Y軸旋轉(zhuǎn)角α后，各頂點的Y坐標不變，只是Z和X坐標發(fā)生變化，如圖2.3所示：</p><p>　　圖2.3 ZX平面的旋轉(zhuǎn)</p><p>　　Fig.2.3 Rotation of ZX plane</p><p><b>　　其齊次變換矩陣為：</b></

61、p><p><b>　　(2.7)</b></p><p>　　(3)YZ平面繞X軸旋轉(zhuǎn)α角</p><p>　　空間立體繞X軸旋轉(zhuǎn)角α后，各頂點的X坐標不變，只是Y和Z坐標發(fā)生變化，如圖2.4所示：</p><p>　　圖2.4 YZ平面的旋轉(zhuǎn)</p><p>　　Fig.2.4 Rotatio

62、n of YZ plane</p><p><b>　　其齊次變換矩陣為：</b></p><p><b>　　(2.8)</b></p><p>　　3 后置處理器實現(xiàn)平臺及數(shù)控系統(tǒng)分析</p><p>　　本章主要介紹了Pro/E的各功能特點及后置處理開發(fā)平臺的功能，并在此平臺上對加工中心程序

63、代碼進行分析，為后置處理程序的開發(fā)提供了基礎平臺。</p><p>　　3.1 Pro/E軟件概述</p><p>　　Pro/E是美國PTC公司旗下的產(chǎn)品Pro/Engineer軟件的簡稱，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，并作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/

64、CAM軟件之一。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER WildFire6.0。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設計和機械設計等方面的多項功能，還包括對大型裝配體的管理、功能仿真、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等。Pro/ENGINEER還提供了全面、集成緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。是一套由設計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化的實體造型系統(tǒng)（白晶，劉斌，張云杰，2009）。</p><p>　　3.1.1 Pro

65、/NC功能分析</p><p>　　Pro/E系統(tǒng)功能強大，其中CAM是其亮點之一，其工作流程如圖3.1所示，主要包括建模、加工數(shù)據(jù)庫的建立、加工工藝安排、CL數(shù)據(jù)文件生成、后置處理、NC數(shù)據(jù)程序的生成等（鄒樹國，2002）。它能完成多軸聯(lián)動的功能。</p><p>　　圖3.1 Pro/NC的工作流程</p><p>　　Fig.3.1 The workflo

66、w of Pro/NC</p><p>　　表3.1列出了Pro/NC的主要功能模塊及其所執(zhí)行的功能。</p><p>　　表3.1 Pro/E主要功能模塊</p><p>　　Table 3.1 The main modules of Pro/E</p><p>　　Pro/E各功能模塊所包括的功能不盡相同，Pro/NC ADVANCE

67、D功能是其中最強大的，其能完成多軸聯(lián)動的車、銑、鉆等加工，如：銑刀側(cè)銑、五軸曲面銑削等。</p><p>　　Pro/NC中的文件格式繁多，其部分常見文件格式如表3.2，了解這些文件格式的擴展名，熟悉文件類型，有利于進行文件的后續(xù)管理，并為后置處理開發(fā)提供參數(shù)調(diào)用（劉日良，張承瑞，宋現(xiàn)春，2002）。</p><p>　　Pro/NC的加工模塊功能不同，其各功能模塊的應用也千差萬別，如體積

68、快、刻模、曲面、鉆孔等操作，加工過程中機床參數(shù)及各運動參數(shù)的設置都有所區(qū)別。</p><p>　　3.1.2 Pro/NC刀位點文件分析</p><p>　　不同CAM軟件生成的刀具路徑文件的格式均有所不同。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中的語句格式為：CYCLE/類型，DEEPTH，MMPM，CLEAR。</p>

69、;<p>　　常見CAD/CAM系統(tǒng)的刀位點文件格式大都采用APT語言格式，這種語言接近于英語自然語言，其語句格式可分為刀具運動語句、幾何定義語句等。刀具運動語句是描述刀具移動的語句，通過刀具運動語句，生成刀具運動軌跡的數(shù)據(jù)是APT路徑,如FROM/x，y，z，a，b，c語句和GOTO/x，y，z，a，b，c語句等為幾何定義語句。而不能驅(qū)動主軸運動的語句，則為非運動語句，如COOLNT/ON、OFF和SPINDL/ON、O

70、FF語句等（Eing-Jer Wei and Ming-Chang Lin，2005）。</p><p>　　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CL文件格式，并將其中的一些命令參數(shù)進行必要的解釋，如表3.3所示。</p><p>　　$$* Pro/CLfile Version Wildfire 4.0 - C000</p><

71、;p>　　$$-> MFGNO / BIAOHUAJI</p><p>　　PARTNO / BIAOHUAJI</p><p>　　$$-> FEATNO / 114</p><p>　　MACHIN / UNCX01, 1</p><p>　　$$-> CUTCOM_GEOMETRY_TYPE / OUTPUT_O

72、N_CENTER</p><p>　　UNITS / MM</p><p>　　LOADTL / 2</p><p>　　$$-> CUTTER / 30.000000</p><p>　　$$-> CSYS / 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $&

73、lt;/p><p>　　0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000, $</p><p>　　0.0000000000, 0.0000000000, 1.0000000000, 0.0000000000</p><p>　　SPINDL / RPM, 1000.000000, CLW</p>

74、;<p>　　COOLNT / TAP</p><p><b>　　RAPID </b></p><p>　　GOTO / -0.0000000000, -110.0000000000, 10.0000000000</p><p>　　CYCLE / DRILL, DEPTH, 149.012909, MMPM, 500.0000

75、00, CLEAR, 4.000000</p><p>　　GOTO / -0.0000000000, -110.0000000000, 0.0000000000</p><p>　　GOTO / -110.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000</p><p>　　GOTO / -0.0000000000, 110.00000

76、00000, 0.0000000000</p><p>　　GOTO / 110.0000000000, 0.0000000000, 0.0000000000</p><p>　　CYCLE / OFF</p><p><b>　　RAPID </b></p><p>　　GOTO / 110.0000000000, 0

77、.0000000000, 10.0000000000</p><p>　　COOLNT / OFF</p><p>　　SPINDL / OFF</p><p>　　$$-> END / </p><p><b>　　FINI </b></p><p>　　表3.3 CL文件參數(shù)說明<

78、;/p><p>　　Table 3.3 The description of CL parameter</p><p>　　3.1.3 Pro/NC后置處理功能分析</p><p>　　后置處理就是根據(jù)具體機床數(shù)控系統(tǒng)的特征輸出適合它的程序指令。由于數(shù)控系統(tǒng)的種類繁多，使用的加工程序的語言規(guī)則、格式特點各有不同，即使相同的數(shù)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)不同的機床的程序格式也有區(qū)別，

79、這些差別都需在后置處理前進行分析和處理的（李佳,朱心雄，1996）。其后置處理生成過程如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 Pro/NC后置處理生成過程</p><p>　　Fig.3.2 The generation process of Pro/NC post processing</p><p>　　后置設置就是針對特定的機床，結(jié)合已經(jīng)設置好的機

80、床配置，對后置輸出的數(shù)控程序的格式，如程序段行號、程序大小、數(shù)據(jù)格式、編程方式、圓弧控制方式等進行設置。要對上述指令格式進行定義，就須對Pro/NC的后置處理功能進行分析，了解指令格式的定義方式和操作步驟。其定義主要有以下幾個方面（惠延波，2001）：</p><p><b>　　(1)機床類型定義</b></p><p>　　機床類型主要是定義機床的加工類型(銑、車

81、、車銑、線切割等)，機床軸的定義(軸的數(shù)目、軸的方向等)，包括對旋轉(zhuǎn)軸類型及其方向、角度范圍等的定義，如圖3.3所示。Pro/NC后置處理中提供了七種不同的加工機床類型，在創(chuàng)建后置處理器時，用戶可以根據(jù)自己的需要進行選擇。</p><p>　　圖3.3 Pro/NC機床類型的定義</p><p>　　Fig.3.3 The definition of Pro/NC machine to

82、ol type</p><p><b>　　(2)文件格式定義</b></p><p>　　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號的定義。其中MCD文件可以查看和定義地址寄存器及其格式；List文件可以設置警示信息、打印格式、紙帶及其他的一些信息；程序段標號（Squence Numbers）可以設置程序段編號、程序標號及其操作信息等。其界

83、面如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 Pro/NC的MCD文件格式定義</p><p>　　Fig.3.4 Defining the MCD file format of Pro/NC</p><p>　　后置處理時應根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)特點使用Squence Numbers。對于程序存儲器空間不大的系統(tǒng)，加工復雜零件時，若不采用Squence Number

84、s，則可節(jié)省約1/4-1/5的空間。</p><p>　　(3)程序頭尾格式定義</p><p>　　程序頭尾格式對所有程序的特性進行定義，包括程序加工平面的選擇、加工單位的設定，機床裝卡工件的位置等；是否選擇程序名、程序員、加工的材料、編程的時間以及默認預備代碼、程序開始及程序結(jié)束等選項。如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 Pro/NC程序頭尾格式定

85、義</p><p>　　Fig.3.5 Defining the Pro/NC start/end of program </p><p>　　(4)運動格式的定義</p><p>　　運動格式的定義主要包括直線插補、快速運動、圓弧插補、固定循環(huán)等定義內(nèi)容。這里是對輸出的格式定義，如圓弧插補定義，其定義了圓弧插補的模式、輸出基本的格式等，如圖3.6所示。</

86、p><p>　　圖3.6 Pro/NC運動格式定義</p><p>　　Fig.3.6 Pro/NC motion format definition</p><p>　　(5)機床代碼格式定義</p><p>　　機床代碼格式的定義主要是對上述沒有定義完的格式進行定義，包括G代碼、M代碼、刀具補償、冷卻液、進給速率、刀具更換、主軸、暫停參數(shù)

87、等，如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 Pro/NC機床代碼格式定義</p><p>　　Fig.3.7 Pro/NC machine code format definition</p><p>　　3.2 數(shù)控系統(tǒng)代碼特點分析</p><p>　　數(shù)控控制（Numberical Control，NC)簡稱數(shù)控，是指利用數(shù)

88、字化的代碼構(gòu)成的程序?qū)刂茖ο蟮墓ぷ鬟^程實現(xiàn)自動控制的一種方法。數(shù)控系統(tǒng)（NCS）是指利用數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)的自動控制系統(tǒng)（C.G.Jensen，W.E Red，J.Pi，2002）。</p><p>　　隨著電子和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，當今的數(shù)控系統(tǒng)功能已經(jīng)非常強大。數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，如FANUC系統(tǒng)、MITSUBISHI系統(tǒng)、SIEMENS系統(tǒng)、海德漢系統(tǒng)等。其NC程序格式相差很大，現(xiàn)就以當今兩大主流系統(tǒng)(FAN

89、UC系統(tǒng)、SIEMENS系統(tǒng))來分析。對其程序結(jié)構(gòu)、準備功能G代碼、輔助功能M代碼、格式的異同點進行介紹。</p><p>　　3.2.1 數(shù)控系統(tǒng)文件頭尾格式</p><p>　　NC程序的頭尾格式由數(shù)控系統(tǒng)來決定，它的格式正確與否，決定NC程序是否能夠準確傳輸給機床。SIEMENS系統(tǒng)的文件名主要指定程序是主程序、工件程序還是子程序，并分別用MPF、WDP和SPF表示。而在FANUC

90、系統(tǒng)中，其格式為地址碼O加數(shù)字組成，如O2345，O表示地址碼開頭；2345為數(shù)字，表示程序名（劉雄偉，2003）。</p><p>　　3.2.2 準備功能G代碼</p><p>　　準備功能G代碼是控制數(shù)控系統(tǒng)預先設置為某種預期狀態(tài)，或某種加工模態(tài)的代碼。依據(jù)IS0I056-1975E國際標準，國內(nèi)制訂了JB3208-83部頒標準（ 黃翔，李迎光，2006），都規(guī)定了部分G

91、代碼的統(tǒng)一功能，如G00快速點位運動、G01直線插補、G02順時針圓等，只有部分G功能在某數(shù)控機床上有其特有意義，如下表3.5所示。</p><p>　　3.2.3 輔助功能M代碼</p><p>　　輔助功能M代碼主要用于控制數(shù)控機床的一些運動功能，如主軸的轉(zhuǎn)向、冷卻液的開停、程序的結(jié)束狀態(tài)，其詳細說明如下表3.6所示。</p><p>　　3.2.4 固定循

92、環(huán)特性</p><p>　　固定循環(huán)加工在不同數(shù)控系統(tǒng)上，表示的格式相差很大，主要包括鉆孔循環(huán)、深孔鉆循環(huán)、锪孔循環(huán)、鏜孔循環(huán)等。SIEMENS系統(tǒng)采用MCALL來調(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，2002），如下表3.7所示。</p><p>　　表3.7 SIEMENS 810D和FANUC 16iM系統(tǒng)部分功能比較

93、</p><p>　　Table 3.7 Comparison of partial function between SIEMENS 810D and FANUC 16iM</p><p>　　SIEMENS系統(tǒng)和FANUC系統(tǒng)的參數(shù)意義比較如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 SIEMENS 810D和FANUC 16iM系統(tǒng)參數(shù)意義的比較<

94、/p><p>　　Fig.3.8 Comparison of system parameters between SIEMENS 810D and FANUC 16iM</p><p>　　SIEMENS 810D系統(tǒng)參數(shù)意義如下：</p><p>　　(1)RTP：后退點的坐標值（絕對）；</p><p>　　(2)RFP：工件表面坐標值（絕

95、對）；</p><p>　　(3)SDIS：相對于工件表面的安全量；</p><p>　　(4)DP：采用坐標最終深度（絕對）；</p><p>　　(5)DPR：距離工件表面的深度（相對）；</p><p>　　FANUC 16iM系統(tǒng)參數(shù)意義如下：</p><p>　　(1)R：Z軸的起點；</p>

96、<p>　　(2)Z：鉆孔深度；</p><p>　　(3)F：鉆孔進給率；</p><p>　　4 基于Pro/E NC的蛋糕裱花后置處理</p><p><b>　　4.1 概述</b></p><p>　　裱花機自動編程程序的輸出分為三個部分。分別為數(shù)控加工的操作與演示、后置處理器的創(chuàng)建（配合機床手冊

97、）和數(shù)控程序（.tap）文件的自動輸出。這三個部分前后相關(guān)，任何一個部分操作的正確與否都會直接影響到其他兩部分的操作，它們共同構(gòu)成了自動編程系統(tǒng)設計的整體。下面就這三個部分的操作過程進行初步的分析。</p><p>　　4.2 數(shù)控加工操作與演示</p><p>　　在進行數(shù)控加工操作之前，應該將毛坯及成品零件圖分別畫出來，完成之后進入到Pro/E NC加工模塊，選擇“制造模型”菜單，將

98、參照模型和工件通過裝配的方式組合在一起。Pro/E進行數(shù)控加工編程的一般過程包括加工方法設置、確定加工范圍、加工過程仿真和刀具軌跡驗證等步驟。結(jié)合蛋糕的整體外形，將蛋糕裱花的數(shù)控加工過程主要分為三個過程：</p><p>　　(1)體積塊操作，即蛋糕整體的制作。體積塊銑削在上一章表3.3已經(jīng)作了說明。需要強調(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，它們的過程雖有所不同，但走刀（

99、擠奶）路徑及最終雖達到的目的都是完全一樣的。</p><p>　　(2)打孔操作，即蛋糕的局部裱花。在完成了蛋糕整體的制作之后，需要對蛋糕表面進行修飾，修飾的過程即局部裱花的過程，這個過程可以通過打孔操作來完成。</p><p>　　(3)刻模操作，即蛋糕刻字操作。在完成了前面兩個部分之后，蛋糕的制作基本上已經(jīng)完成了，最后是在蛋糕表面進行刻字操作，到此，整個蛋糕裱花操作已經(jīng)完成。</

100、p><p>　　上述三個過程可以分別選擇不同的奶桶進行裱花，以隨時更換奶油或花色等。下面就其具體操作過程進行詳細的介紹。</p><p>　　4.2.1 蛋糕整體制作</p><p>　　蛋糕整體制作利用體積塊銑削進行完成：</p><p>　　(1)蛋糕加工模型創(chuàng)建</p><p>　　打開Pro/E，新建【零件】/【

101、實體】模型，點擊拉伸按鈕，在Top平面上繪制400mm×400mm的矩形，輸入拉伸深度200mm，點擊完成。再次點擊拉伸按鈕，在Top平面上繪制跨度為290mm(8寸)的蛋糕花型，點擊切除按鈕，將這部分實體切掉，切除深度為100mm，具體創(chuàng)建過程如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 加工模型創(chuàng)建</p><p>　　Fig.4.1 Creating machine

102、modles</p><p><b>　　(2)加工方法設置</b></p><p>　　明確了制造模型之后，就可以對體積塊銑削加工方法進行設置。其中，對于機床、刀具、夾具等操作設置，可以在NC序列定義之前預先建立其數(shù)據(jù)庫。其數(shù)據(jù)庫預先定義主要包括工作機床設置、刀具設置和操作參數(shù)設置，具體設置過程如下。</p><p>　　選擇【制造設置】/【

103、操作】命令，在彈出的【操作設置】對話框中可以定義操作名稱，單擊按鈕，可以對工作機床進行設置，如圖4.2所示。操作設置可以對機床參數(shù)、坯件材料、加工零點、退刀設置點等參數(shù)進行設置。</p><p>　　圖4.2 操作參數(shù)設置</p><p>　　Fig.4.2 The setting of operating parameters</p><p>　　如圖4.3所

104、示，在機床設置對話框中對體積塊銑削加工相關(guān)相關(guān)的各項參數(shù)進行設置。</p><p>　　圖4.3 工作機床參數(shù)設置</p><p>　　Fig.4.3 The setting of working machine parameters</p><p>　　刀具的設置操作在【制造設置】菜單中選擇【刀具】命令，在彈出的【刀具設定】對話框中對體積塊銑削加工相關(guān)的各參數(shù)

105、進行設置。</p><p>　　對于體積塊銑削的NC序列設置，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】，點擊【完成】，可生成如圖4.4所示的【序列設置】菜單，主要勾選【刀具】、【參數(shù)】、【體積】三個選項，點擊【完成】，在彈出的【刀具設定】對話框中進行刀具定義。</p><p>　　圖4.4 NC序列設置</p><p&

106、gt;　　Fig.4.4 The setting of NC sequence</p><p>　　制造參數(shù)決定了加工的綜合效果，包括切削進給速度、切削深度、主軸轉(zhuǎn)速、走刀方式等工藝參數(shù)。NC序列參數(shù)設置如圖4.5所示。</p><p>　　圖4.5 NC序列參數(shù)設置</p><p>　　Fig.4.5 The setting of NC sequence p

107、arameters</p><p><b>　　(3)確定加工范圍</b></p><p>　　要進行數(shù)控加工，必須確定加工范圍，即明確需要加工的區(qū)域。在Pro/E中，可由MFG幾何特征來構(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。</p><p>　　要創(chuàng)建體積塊，可在工具條中選擇銑削體積塊工具圖標，再選擇工具欄

108、中的基礎特征指令來創(chuàng)建一個封閉的空間體，具體操作步驟如圖4.6所示。</p><p>　　圖4.6 確定銑削體積塊</p><p>　　Fig.4.6 Determining the size of the block milling</p><p>　　(4)體積塊銑削加工過程仿真</p><p>　　完成刀具路徑規(guī)劃后，可生成刀具路徑

109、和CL數(shù)據(jù)。Pro/E NC可進行演示軌跡、NC檢測，以便查看和修改，生成滿意的刀具路徑。</p><p>　　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】，可觀測刀具的行走路線。演示效果如圖4.7所示。</p><p>　　圖4.7 演示軌跡</p><p>　　Fig.4.7 The demo track</p>

110、<p>　　在【演示路徑】中選擇【NC檢測】，命令，可對工件材料進行動態(tài)模擬，觀察刀具切割工件的實際運行情況，并可檢查干擾項，如圖4.8所示。</p><p>　　圖4.8 NC檢測操作</p><p>　　Fig.4.8 NC detection operation</p><p>　　4.2.2 蛋糕局部裱花</p><p&g

111、t;　　蛋糕局部裱花利用打孔操作進行完成：</p><p><b>　　(1)加工模型創(chuàng)建</b></p><p>　　在圖4.1的基礎上進行孔的創(chuàng)建，點擊拉伸按鈕，以中間的凹槽面為參照面，繪制4個環(huán)繞蛋糕中心直徑為30mm的孔，點擊切除按鈕，切除深度為40mm，操作如圖4.9所示。</p><p>　　圖4.9 孔加工模型創(chuàng)建</p&