数控铣床仿真系统

张春良

霍震霆

(

南华大学

湖南衡阳

421001)

摘要

基于刀具与工件离散的方法

采用

VC + +

语言开发了数控铣削过程的三维动态仿真系统。本仿真系统能够对数控加

工程序进行编辑、检验和调试

实现了数控铣削加工过程的三维动态仿真

能够检测出加工中可能出现的干涉和碰撞。

关键词

: VC + + ;

数控加工

;

仿真

;

功能模块

中图分类号

: TP273

　　文献标识码

: A

　　文章编号

: 1001 - 3881 (2001) 4 - 102 - 2

　前言

数控加工在航空、航天、汽车、模具等许多重要

领域有着极广泛的应用。在数控机床使用中

数控编

程是一项十分重要的工作

编程质量如何

直接决定

着产品的加工质量

而影响编程质量的因素主要有

加工工艺路线的确定、刀具参数的选择、转角清根的
处理和过切、加工精度的检测等。因此

通常在进行

正式的数控加工之前

要检验数控加工程序的正确性。

传统的检验方法为试切法

即对零件实际毛坯样件试

切加工。这种试切法耗时、成本高。尤其是在数控教

学和培训过程中

初学数控编程者需要大量的编程练

习

并进行实际调试。用试切法来检验数控加工程序

显然不合理

而且也难于实现。如果利用仿真技术

这些问题可以轻松得到解决

从而避免编程时人为出

错或工艺不合理造成工件报废。数控机床仿真系统还

可用于数控机床操作与编程培训

这样既可以避免因

误操作造成价格昂贵的数控机床的损坏

又可以使操

作人员在对仿真数控机床操作过程中产生临场感和真
实感。为此

需要开发一个能对数控加工程序进行调

试和仿真的系统

该系统完全模拟零件的切削过程

能

检验数控指令正确与否

还应该提供一套功能齐全的调

试、

编辑、

修改和跟踪执行等功能。鉴于上述要求

我们

开发了一个数控铣削过程的三维动态仿真系统。

　系统功能及模块介绍

本系统的主要功能包括

仿真环境构造功能

;

数

控指令定义功能

, NC

代码的编辑修改、调试功能及刀

具切削的真实显示功能。下面介绍主要功能模快。

(1)

仿真环境构造

这里仅介绍操作

(

系统

)

面板的构造。不同类型

的数控机床其控制面板结构、功能都不一样。本系统
参考了某教学型数控铣床的控制面板

结合计算机的

特点

构造了几种操作面板的基本构件

如输入页面、

菜单、按钮、输入框等。根据面向对象的设计思想

采用

VC + +

语言编程

把数控机床常用的操作总结为

一些基本事件

如按下一个按钮

其事件可能是启动、

暂停等

;

而一个页面的事件则可能是设置零点偏置

也可能是设置刀具半径及长度补偿功能

或是设置通

讯参数。

(2) NC

代码的编辑、修改和调试功能

本模块实现

代码的编辑、修改、调试及代码

的解释、分析

并实现文件的存取功能。完整的代码

解释和分析主要是分析程序的结构

扫描程序的登记

表

然后逐行检测

代码的合法性

读出代码行中

的参数

并为刀具路径建立数据表。

(3)

刀具切削的动态真实显示及干涉检测功能

刀具切削的动态仿真功能用图形动画逼真地显示

出刀具加工的动态仿真效果。在动态仿真环境中

我

们建立了一个工件毛坯库和一个刀具库

可根据需要

进行调用

并且工件会自动装夹到工作台上。

系统仿真过程中

从

代码文件的刀具路径数

据表中读取加工指令

用填充的方法实现铣削路径的

模拟显示。

　实现的算法及主要数据结构

下面将设计过程、方法简述如下。
首先在

VC + +

环境下建立一个新的工作空间。在

新的工作空间中建立一个基于

MFC

的单文档文本

并

使该文本的

view

类建立在

Formview

基础之上

即在建

立步骤的最后一步选择图

所示各参数。

图

　参数选择

这个单文档文本将成为本软件的框架和背景

下

面所有对话框控件的大小设置和定位都将以这个单文

档文本的文本框作为依据。在创建单文档文本的过程
中

如果选择参数适当

文档建成后会自动提供一个

标准菜单和一个标准工具栏。在此基础上删除与开发

系统无关的条目

增加适合于系统需要的条目。

其次

建立系统的控制面板。创建一个对话框类

(MainDlg

类

)

作为数控铣床的控制面板。在面板的适

当位置规划加入按钮、位图等控件

调用位图函数实

现点击某个按钮使它上面的位图产生旋转效果。在创
建

MainDlg

类的实例时将它非模态化。非模态化的代

・

《机床与液压》

2001