購買設(shè)計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。帶三維備注的都有三維源文件，由于部分三維子文件較多，店主做了壓縮打包，都可以保證打開的，三維預覽圖都是店主用電腦打開后截圖的，具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:1304139763 ===========題目最后備注XX系列，只是店主整理分類，與內(nèi)容無關(guān)，請忽視
外文資料翻譯
外文資料翻譯
題 目 三軸數(shù)控機床零件程序
的自動檢測
學 院
專 業(yè)
班 級
學 生
學 號
指導教師
- 8 -
材料加工技術(shù)雜志109 (2001) 290±293
三軸數(shù)控機床零件程序的自動檢測
摘要
數(shù)控加工中NC代碼的仿真和驗證是一項非常重要的任務(wù)。這項工作的目的為減少因驗證有關(guān)數(shù)控銑床的零件程序的正確編寫而進行的切削實驗，來節(jié)約時間、人力和金錢。本文所述的零件程序中刀具的操作規(guī)則是在AutoCAD環(huán)境下，通過立體布爾操作體系獲得的。
關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；AutoCAD；零件程序
1. 簡介
近年來計算機行業(yè)迅猛發(fā)展，如今電腦變得更加實惠和友好，因此在現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中得到更加廣泛的普及。多年來，計算機已經(jīng)被廣泛應用于工業(yè)部門的不同階段：在設(shè)計階段——利用CAD系統(tǒng)；在規(guī)劃階段——運用CAPP系統(tǒng)；在生產(chǎn)階段——運用CAM系統(tǒng)。
幾年前起，這三個階段相互孤立，每個階段都必須解決特定的問題。有時生產(chǎn)階段的一些必要條件會加給其他階段（例如，當設(shè)計師建立工件公差；或當機器生產(chǎn)無法進行或者出現(xiàn)故障時，設(shè)計師有必要在生產(chǎn)階段對工件做一些更改）但三個階段嚴格分離。
此外，不同的程序員有不同的“邏輯”，編寫出不同的程序，使這些不同的程序相互“交流”被認為是不可能的。近年來，盡管有人試圖使不同程序聯(lián)合溝通以解決一些問題，但這個目標是很難實現(xiàn)的。。
有一些程序可以聯(lián)合運行，但他們不是通用程序，而是非常專業(yè)的，只能用于使用強大計算機的特殊領(lǐng)域。事實上，開發(fā)一個能夠被簡單的、普通的、非常便宜的個人電腦方便使用的通用軟件是必要的。
數(shù)控機床因為能夠促進產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力和質(zhì)量的提高，降低成本而被廣泛應用，。實際上，數(shù)控機械比普通機械更加高效和精密，可以加工出非常準確的表面，但它們比普通機械更昂貴，使用起來更復雜。
此外，為了獲取使刀具精確運轉(zhuǎn)所需的數(shù)據(jù)，編寫一個能被機器控制單元讀取的特定程序是必要的。這個程序（被稱為“零件程序”）是用某種特定的編程語言編寫的，可以被每一個數(shù)控機床讀?。愃茩C床有：車床，銑床等）。
使用數(shù)控機床面臨的第一個問題是，當程序員在編寫零件程序時出現(xiàn)了一個錯
誤，工件就不會按照將我們設(shè)定的方式被進行加工，因此工件會出現(xiàn)不同的形狀或不同的特征。但是編程如果對刀具下達錯誤的運動指令，由于數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床的速度高，刀具和機器固定部件會之間發(fā)生碰撞，這是更加危險，也是代價昂貴的。
利用數(shù)控機床還存在其他的問題，例如如何選擇合適的深度或進給速度或如何選擇工件的形狀來減少材料的浪費。一般來說，通過切削實驗可以解決這些問題，但進行切削實驗是非常昂貴的，會造成人力，時間，材料和金錢的浪費。
此外，不是所有的問題都是通過實施一個測試就容易解決的，而是是反復實驗。用計算機代替數(shù)控機床來實施虛擬的切削實驗和盡可能多的通過機床處理工作來展示空間相交區(qū)域應該是真正有用的。機械部分電子表征系統(tǒng)應用廣泛，我們可以用來虛擬三軸端銑機的切削實驗。
2.切削過程
切削過程是刀具與工件相互作用的結(jié)果，可以通過一系列的布爾達運算來模擬。
刀具，一種端銑刀，可以通過AutoCAD中運動的實體來表示。刀具的“掃描體”通過平面來表示，刀具運動產(chǎn)生“掃描體”的邊和點。每一個原語根據(jù)運動方向創(chuàng)造出自己的刀具“掃描體”。例如，一個圓柱形的刀具可以沿著于刀具正軸線平行或正交的線運動。在第一種情況下，該“掃描體”是一種高筒，在第二種情況下，“掃描體”是以一個長方體和了兩個半圓柱體的組合。
封閉多段線（刀具的橫切面）（圖1）繞旋轉(zhuǎn)軸運動可以表示沿圓線進行的切削過程。為了模擬端銑的切削過程，這些實體可以從表示工件的實體中減去。
圖1. 刀具掃描體
3.AutoCAD
Autodesks公司的軟件AutoCAD自1982年被引進后倍受歡迎，是個人計算機里功能強大的專業(yè)繪圖軟件。它一直提供AutoLISP、ADS編程接口來開發(fā)一系列定制應用。ADS比LISP更高效、更方便使用，ADS作為一種可供選擇的接口，自R11版本出現(xiàn)以后一直被應用。因為ANSI-C已經(jīng)成為被普遍接受的編程語言，ADS軟件使用ANSI-C來開發(fā)雜項應用。同時ADS可以使用所有ANSI-C里可移植的語言庫。
在1996年，我們利用AutoCAD R12開發(fā)出軟件.當時AutoCAD使用AME來設(shè)計三維實體造型，但AutoCAD自從R13版出來轉(zhuǎn)為使用標準ACIS。隨著R14新版本的發(fā)行，我們決定升級我們的軟件，因為ACISs計算效率更快，對實體的描述更加精確。此外，它減少了繪圖文件的大小。因此，與AME相比ACIS更能夠處理好非常復雜的模型。
4.開發(fā)的軟件
我們的軟件由C語言編寫而成，與一些AutoCAD命令執(zhí)行的特殊指令在ADS環(huán)境下一起被執(zhí)行?！?,7】
該軟件分為兩個基本部分：
第一部分是在零件程序與AutoCAD環(huán)境之間創(chuàng)建一個接口。
第二部分是使零件程序數(shù)據(jù)可以被讀取和解釋。
零件程序包含了刀具路徑的一些指令（Gxx指令），幾何特性（像點坐標或連接半徑），工藝特點（進給率，主軸轉(zhuǎn)速，等）：該軟件只解釋這些幾何指令。
該軟件在AutoCAD內(nèi)運行，操作員可以畫出工件或作為外部文件進行加載，選擇刀具形狀（有四種類型的刀具：圓筒狀，圓柱形球頭，半球體，球體）和它的尺寸：該軟件能計算并繪制出是AutoCAD多段線的刀具的橫截面（圖2）?，F(xiàn)在，操作員必須加載零件程序，開始模擬。
首先，該程序分析幾何特點，然后將其按時間順序組合（例如：一般運動的起點的X坐標被稱為“oldx”,一般運動的終點X坐標被稱為“valx”。）
第一步后，該軟件執(zhí)行零件程序下達的運動指令（G01，G02和G03指令）通過AutoCAD的“拉伸”和“旋轉(zhuǎn)”命令來繪圖。AutoCAD中“拉伸”命令可以將三維添加到二維封閉多段線，而AutoCAD中的“旋轉(zhuǎn)”命令可以從二維封閉多段線實現(xiàn)實體的運動。
當?shù)毒卟唤佑|工件時，G00指令代表刀具運動：在我們的工作中，由棱柱形的AutoCAD的實體表示。實體的橫截面與刀具相同，通過“拉伸”命令獲取。這一運動的模擬對于驗證是否與夾具發(fā)生碰撞是非常有用的。
當工具接觸工件時，G01指令代表刀具運動：在我們的工作中，它是由AutoCAD
中棱形實體表示。實體的橫截面同樣與刀具相同，通過“拉伸”命令獲取。AutoCAD中“拉伸”命令使用線段；它的起點坐標是“oldX”、“oldY”、“oldZ”，終點坐標是“valX”、“valY”、“valZ”。
值得注意的是，為了執(zhí)行“拉伸”命令，需要Z軸與在X-Y平面內(nèi)的線段和多段線對齊。為此，我們已經(jīng)創(chuàng)建了相同的指令來改變AutoCAD坐標系統(tǒng)（UCS：用戶坐標系）。
G02和G03指令由運動的實體表示。刀具的橫截面繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生這些實體。旋轉(zhuǎn)軸從圓角的中心開始并垂直于X-Y面。
由于零件程序不包括AutoCAD繪制這樣的實體所需的信息，對我們來說，為了從零件程序數(shù)據(jù)中獲取必要的信息來實現(xiàn)一些計算程序是必要的?，F(xiàn)在操作員可以開始進行模擬。他選擇工件（或繪制它），選擇刀具的形狀和尺寸；該軟件自動繪制多段線并將其放在遠離工件的所謂的“靜止點”。該刀具具有“編程點”即遵循程序軌跡的點（圖3）。
當我們的軟件處理G00或G01指令，它有兩個選項：
1.起點的Z坐標不同于終點的Z坐標：我們有一個垂直運動并且該軟件會繪制一個與刀具半徑相同的圓柱體，公式是h=Z2-Z1。
2.起點的Z坐標和終點的Z坐標相同：刀具在X-Y平面內(nèi)運動，該軟件復制刀具多段線的橫截面，使其向著運動起點移動。軟件改變UCS（Z軸與從起點到終點的線段對齊）并使多段線旋轉(zhuǎn)，使其必須垂直于Z軸?，F(xiàn)在，多段線可以被拉伸，該軟件繪制一個實體來代表刀具運動。
當軟件處理G02或G03指令時，工具在X-Y平面上運動，該軟件復制刀具的多段線橫截，使其向著運動終點（G02）或運動起點（G03）移動。這個程序的結(jié)果是多段線繞著旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)所繪制的實體代表著刀具的運動（圖5）。
模擬實驗結(jié)束時，操作者可以在他個人電腦的屏幕上看到完整的刀具路徑。但是現(xiàn)在有一個CAD文件：這個刀具路徑是一個AutoCAD的實體，可以被測量，被改變，被計算體積。他也可以使用另一個AutoCAD命令：通過“刪減”命令，可以獲得工件的最終形狀，同時也也能夠測量它，還可以改變角度，或者獲取體積的幾何信息，重力的中心等等。
我們已經(jīng)使用一些零件程序測試了該軟件，結(jié)果是非常滿意的：這些模擬是非常的簡單，快速和便宜。圖6是使用我們軟件獲取的樣品圖像。
該樣品表示的是一個體積為300mm×300mm×50mm，中部有孔（直徑為175mm）的鋼鐵模座的工件。圖上顯示的是夾具和帶有球頭工具（直徑40mm）的加工部分。使用配備133兆赫的奔騰處理器和32MB內(nèi)存的個人電腦對這一工件進行模擬所需要的時間近似少于一分鐘。因此，為了優(yōu)化程序設(shè)計階段，在幾分鐘內(nèi)通過改變幾何參數(shù)來進行重復切削模擬成為可能。
圖2 . 工具選項
編程點
圖3. 工具的編程點
圖4. G01命令模擬
圖5.G02命令模擬
圖6. 渲染圖像的仿真
5.結(jié)論
如果人工操作，就時間和人力資源來說，零件程序檢查是非常昂貴的。由于在后處理階段之后軟件可以改正編程錯誤，許多切削實驗可以被取消和機器功能被使用。所開發(fā)的軟件對快速容易的驗證零件程序提供有效支持。
事實上，所開發(fā)的軟件可以與功能強大的可以構(gòu)建實體模型的常用繪圖軟件結(jié)合。因此設(shè)計師程序員能夠立即看到工件的形狀或切削過程中的錯誤。此外，模擬結(jié)果產(chǎn)生的繪制圖像可以真實地表示加工件，該軟件對個人計算機數(shù)控加工模擬和驗證提供了一個更好的方法。
模擬數(shù)字是一個實體模型，可以給出所有不可能被其他任何模擬程序提供的幾何信息（例如體積，重心等）。此外，實體模型真實地描繪工件，通過不同角度展現(xiàn)出來。該模型也可以被操作來實現(xiàn)推廣應用。此外，通過使用廉價的個人電腦和一個通用繪圖軟件該軟件就可以在幾分鐘內(nèi)模擬復雜的零件程序。