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Journal of materials processing technology 109 2001 290 293 三軸數(shù)控機(jī)床的部分程序自動(dòng)檢查 羅伯托利卡里亞 埃內(nèi)斯托羅富豪 馬里奧皮亞琴蒂尼 意大利迪卡塔尼亞大學(xué) 卡塔尼亞 意大利 摘 要 仿真和確認(rèn)數(shù)控的數(shù)控加工對(duì)于 NC 銑床代碼是一項(xiàng)非常重要的任務(wù) 這項(xiàng)工作的目的 是限制測(cè)試需要驗(yàn)證正確的部分程序的編寫的數(shù)量 達(dá)到節(jié)約時(shí)間 人力資源和金錢的目的 這是通過固體之間的布爾運(yùn)算 在 AutoCAD 環(huán)境中 由該工具覆蓋量的部分期間決定的操作程序 由愛思唯爾科學(xué)家 B V 于 2001 年發(fā)表 關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床 AutoCAD 部分程序 1 簡介 最近 我們參與到了電腦不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展 現(xiàn)在更廉價(jià) 更友好 因此 現(xiàn)代 工業(yè)更加分散 計(jì)算機(jī)已經(jīng)在工業(yè)部門不同的階段使用了好幾年 在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段 采用 CAD 系統(tǒng) 在這個(gè)過程中的規(guī)劃階段使用的 CAPP 系統(tǒng) 生產(chǎn)階段使用了 CAM 系統(tǒng) 自從幾年前 這三個(gè)階段進(jìn)行孤立的 每一個(gè)階段 應(yīng)該有一個(gè)具體的問題和 對(duì)問題來解答 有時(shí)候 會(huì)發(fā)生生產(chǎn)階段是其他的階段實(shí)行一些必要條件的情況 例如 因?yàn)橛胁糠质菣C(jī)器無法或難以生產(chǎn)設(shè)計(jì)確立公差 或在生產(chǎn)階段有必要作 出一部分改變 但三個(gè)階段嚴(yán)格分開的 此外 有人認(rèn)為這不可能對(duì)于不同的方案 不同的程序員用不同的邏輯去編寫 去互相交流 最近 不同的程序試圖溝通 以解決一些問題 但這是非常困難去實(shí) 現(xiàn)的 存在一定數(shù)量的程序是可行的 但它們不是 萬能 的程序 他們是非常專業(yè) 的程序 可用到具體領(lǐng)域中唯一的強(qiáng)大計(jì)算機(jī)程序 事實(shí)上 有必要研發(fā)一個(gè)通用 軟件容易被簡單的 常用的和非常廉價(jià)的電腦所使用 數(shù)控機(jī)器是很常用的 他們有能力幫助行業(yè)實(shí)現(xiàn)增加生產(chǎn)效率和保證質(zhì)量的最低 成本 事實(shí)上 數(shù)控機(jī)器比傳統(tǒng)的機(jī)器速度更快 更準(zhǔn)確 他們的工作的表面非常 精確 然而更昂貴而且它比傳統(tǒng)的機(jī)器更難以操作 此外 有必要編制一個(gè)專業(yè)的程序以獲取需要準(zhǔn)確移動(dòng)工具的數(shù)據(jù) 該方案 稱為 方案的一部分 被使用特定的編程語言寫入 可以由每個(gè)數(shù)控機(jī)床讀取 1 有類 似機(jī)器 車床 端銑機(jī)等 我們遇到的第一個(gè)問題就是使用數(shù)控機(jī)床 當(dāng)程序員在寫部分程序的時(shí)候犯錯(cuò) 誤 產(chǎn)品將無法達(dá)到我們預(yù)期 但它有一個(gè)不同形狀或不同的特性 但可能更危險(xiǎn) 的 也很昂貴 如果程序給工具提供了錯(cuò)誤的指令 可以造成工具和機(jī)器的部分碰 撞 是由于數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速高于傳統(tǒng)機(jī)床 我們使用數(shù)控機(jī)床存在著其他問題 例如怎樣選用合適的深度和進(jìn)給速度 或 如何選擇工件的形態(tài) 來減少材料浪費(fèi) 作為一項(xiàng)原則 為解決一些問題的切削試 驗(yàn)是十分重要的 但實(shí)施他們都是非常昂貴的 因?yàn)樗鼈兪侨祟惿鐣?huì)的資源 時(shí)間 原料和金錢的浪費(fèi) 此外 并不是所有的問題都很容易解決只通過進(jìn)行一個(gè)測(cè)試 測(cè)試要再進(jìn)行一 遍又一遍 它應(yīng)該是非常有用的 利用計(jì)算機(jī)的 虛擬 切削試驗(yàn)取代數(shù)控機(jī)床實(shí) 驗(yàn)并且應(yīng)該有可能在空間上顯示機(jī)床在加工過程中的交叉工作區(qū)域 電子顯示系統(tǒng)在機(jī)械件中的廣泛應(yīng)用要求我們使用它們 來實(shí)現(xiàn)三軸端銑機(jī)虛 擬的切削試驗(yàn) 我們的任務(wù)是創(chuàng)建一個(gè)軟件 可以直接讀取并翻譯方案的一部分 并且顯示它 使用 AutoCAD 的實(shí)體造型 我們的軟件使這一切成為了可能 我們能使測(cè)試件或者 與該項(xiàng)目或與工件一塊在屏幕上進(jìn)行比較 它顯示出了刀具走刀路徑 對(duì)于危險(xiǎn)的 碰撞能夠進(jìn)行監(jiān)測(cè) 2 切削過程 切削過程是一個(gè)工具于工件的干涉的結(jié)果 它可由一個(gè)基元之間的布爾操作數(shù) 模擬 該工具 端銑刀工具 可以由一個(gè)立體 AutoCAD 革命為代表 該工具的 容積 排量 可以通過表面的代表 而且邊和頂點(diǎn)本卷是由該工具創(chuàng)建的方案 每個(gè)原始 創(chuàng)建自己的 容積排量 根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向 例如 一個(gè)圓柱形工具可以在下面的一行 移動(dòng) 可平行或垂直于刀具軸 在第一種情況 容積排量 是一個(gè)更高的汽缸 在 第二種情況下 容積排量 是一個(gè)框和兩個(gè)半圓筒的組合 圓線切割過程可以表示為在一個(gè)封閉的折線 該工具的橫截面議案 圍繞旋轉(zhuǎn) 軸 這些立體可以從工件的立體描繪上被減去 為了模擬端銑切削過程 3 AutoCAD 2 Autodesk 的 AutoCAD 對(duì)于個(gè)人電腦是最流行和非常強(qiáng)大的 CAD 軟件 自從它是 在 1982 年推出 一直以來提供 AutoLISP 和 ADS 編程接口 以開發(fā)定制的應(yīng)用程序 由于版本 R11 ADS 是更有效 更容易相比 LISP 的使用 并且它已被視為替代接口 廣告使用的編程語言的 ANSI C 因?yàn)樗恢笔亲顝V為接受的對(duì)于雜項(xiàng)應(yīng)用程序的 開發(fā) 它也可以使用所有便攜式的 ANSI C 庫 1996 年我們開發(fā)利用 AutoCAD R12 的軟件 當(dāng)時(shí)使用的 AME 公司的 AutoCAD 的 實(shí)體建模 但它已經(jīng)開始使用以來預(yù)報(bào)版本 R13 類標(biāo)準(zhǔn) 隨著新發(fā)布的 R14 的 我 們決定提升我們的軟件 因?yàn)?ACISs 軟件更快的計(jì)算效率 更精確地描述立體 此 外 它減少了圖紙文件的大小 因此 ACIS 是能夠處理非常復(fù)雜的模型比 AME 公司 可以更好 4 開發(fā)的軟件 我們的軟件是用 C 語言編寫將在 AutoCAD 的 ADS 環(huán)境中執(zhí)行一些特殊指令到 AutoCAD 命令的執(zhí)行 該軟件分為兩個(gè)基本部分組成 第一部分創(chuàng)建一個(gè)組成部分之間計(jì)劃和在 AutoCAD 環(huán)境的接口 第二部分 使這部分程序數(shù)據(jù)隨時(shí)可以閱讀和解釋 該項(xiàng)目的一部分 包括有關(guān)該工具的路徑 Gxx 指令 幾何特征像點(diǎn) 坐標(biāo)或 聯(lián)合一些指示半徑 技術(shù)特性 進(jìn)給速度 主軸轉(zhuǎn)速等 該軟件的幾何解釋說明 該軟件運(yùn)行在 AutoCAD 與經(jīng)營者可以借助于的工件或負(fù)載為一個(gè)外部文件中 選擇工具形態(tài) 有四種類型的工具 圓柱 圓柱球頭 一半球體 球體 其尺寸 軟件計(jì)算并提請(qǐng)代表性的工具 是一個(gè) AutoCAD 折線 現(xiàn)在 該公司已加載的部分 程序和仿真可以開始 該程序 首先 分析了幾何特征和舉辦日期順序 例如 在 X 坐標(biāo)的一種通用 的方案的出發(fā)點(diǎn)是所謂的 X 的 X 坐標(biāo)終點(diǎn)他們被稱為 X 在此之后的第一步 該軟件的說明解釋的方案 G00 G01 G02 及 G03 所獲得的部 分方案 并提請(qǐng)他們通過 AutoCAD 的命令 擠壓 和 旋轉(zhuǎn) 擠壓 的 AutoCAD 命令可以添加三維到二維封閉折線 而 旋轉(zhuǎn) AutoCAD 命令實(shí)現(xiàn)了一個(gè)旋 轉(zhuǎn)立體的二維封閉折線 G00 指令代表的工具時(shí) 不觸及工件的運(yùn)動(dòng) 我們工作中它是代表一個(gè)棱柱 AutoCAD 的立體 立體的截面是作為工具一樣 它是由 擠出 獲得指令 這項(xiàng)方 案是有用的模擬 以驗(yàn)證與夾具碰撞的可能性 G01 指令代表了該工具的議案當(dāng)它接觸工件 在我們的工作是由棱鏡 AutoCAD 的 3 立體代表 立體的截面仍然是相同的工具 它是由 擠出 獲得指令 擠壓的 AutoCAD 命令使用一個(gè)部分 它的啟動(dòng)點(diǎn) X Y Z 坐標(biāo)和結(jié)束點(diǎn) X Y Z 坐標(biāo) 請(qǐng)注意 為了執(zhí)行 擠壓 命令 它必須有 Z 型與該部分和折線在 X Y 平面躺在 軸對(duì)齊 為此 我們已經(jīng)創(chuàng)建了同樣的指示 改變的 AutoCAD 坐標(biāo)系 水下通信系 統(tǒng) 用戶坐標(biāo)系統(tǒng) 的原因 該 G02 及 G03 為代表的旋轉(zhuǎn)立體 這些立體創(chuàng)建由刀具的截面圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 得到 這軸開始從圓角中心和垂直的 X Y 平面 由于部分計(jì)劃不包括 AutoCAD 的需要 以便作出這樣的立體的信息 這是我們 需要實(shí)現(xiàn)一些計(jì)算子程序 以便從他們那里獲得的部分程序數(shù)據(jù)的重要資料 現(xiàn)在 運(yùn)營商就可以開始模擬 他選擇的工件 或者繪制它 他選擇的形狀和尺寸的工具 該軟件會(huì)自動(dòng)繪制折線并提出了所謂的 休息點(diǎn) 使它遠(yuǎn)離工件 該工具有一個(gè) 編程點(diǎn) 它是點(diǎn)后面的部分方案軌跡 當(dāng)我們的軟件處理一個(gè) G00 或 G01 指令 它有兩個(gè)選擇 1 開始 Z 點(diǎn)坐標(biāo)與最終 Z 點(diǎn)坐標(biāo)不同的 我們有一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)和軟件繪制與刀具半 徑相同的圓柱體并且 H Z2 Z1 2 開始 Z 點(diǎn)坐標(biāo)與終點(diǎn)的 Z 坐相同的 在 X Y 平面移動(dòng)的工具和軟件復(fù)制工具 截面線部分并走向了它動(dòng)作的起點(diǎn) 該軟件改變了 UCS Z 軸是從起點(diǎn)至終點(diǎn)段對(duì)齊 和旋轉(zhuǎn)的折線 因?yàn)樗仨毷谴怪睂?duì)于 Z 軸 現(xiàn)在 折線可擠壓和軟件繪制了工具 動(dòng)作的立體旋轉(zhuǎn)