計算機輔助編程課件

CAM技術(shù)概述數(shù)控加工編程加工過程仿真

DNC技術(shù)第七章計算機輔助數(shù)控加工7-1CAM技術(shù)概述機械制造系統(tǒng)及其組成計算機輔助制造系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)機械制造自動化的發(fā)展與變化計算機輔助制造的范疇及應(yīng)用7-1-1

機械制造系統(tǒng)及其組成

機械制造系統(tǒng)的概念

機械制造過程可以看作一個有輸入、輸出的完整系統(tǒng)。輸入分為原材料輸入，能量輸入，信息輸入；加工過程相當于系統(tǒng)內(nèi)的處理，交換，傳遞等；輸出物是該系統(tǒng)的產(chǎn)品。7-1-1機械制造系統(tǒng)及其組成機械制造系統(tǒng)的組成

物流系統(tǒng)信息流系統(tǒng)能量流系統(tǒng)輸送設(shè)備、加工設(shè)備、汽液動力設(shè)備工件、刀具、夾具、工量具等信息源和信息傳遞設(shè)備7-1-2

CAM系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

根據(jù)組成系統(tǒng)的硬件不同，可組成不同層次的計算機輔助制造系統(tǒng)。

一臺計算機+一臺或多臺數(shù)字控制機床： 計算機數(shù)控系統(tǒng)（CNC—ComputerizedNumericalControl)。

計算機+物流設(shè)備+多臺數(shù)字控制加工中心： 柔性制造單元（FMC—FlexibleManufacturingCell)。7-1-2

CAM系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

物料儲運設(shè)備+若干FMC：

柔性制造系統(tǒng)（FMS—Flexiblemanufacturingsystem)。

CAD系統(tǒng)+若干FMS+管理系統(tǒng)： 計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS—ComputerIntegratedManufacturingSystem)。7-1-3機械制造自動化的發(fā)展過程

20世紀初到50年代：流水線，自動線。

20世紀50年代到80年代：自動線，成組技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)。

20世紀80年代到90年代：數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造單元，柔性制造系統(tǒng)。

20世紀90年代到90年代后期：柔性制造系統(tǒng)，計算機集成制造系統(tǒng)。

目前：計算機集成制造系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)與虛擬制造系統(tǒng)。7-2數(shù)控加工編程數(shù)控編程基本概念數(shù)控編程術(shù)語與標準手工編程計算機輔助編程7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控加工過程

1）要預(yù)先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和走刀運動數(shù)據(jù);2）編制加工程序;3）傳輸加工程序給數(shù)控系統(tǒng);4）加工程序經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)處理與計算，發(fā)出相應(yīng)的進給運動指令信號，通過伺服系統(tǒng)使機床按預(yù)定的軌跡運動，進行零件的加工。7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程

根據(jù)被加工零件的圖紙和技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制成加工程序文件，這個過程稱為零件數(shù)控加工程序編制，簡稱數(shù)控編程。

7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟

1.工藝方案分析： 是否適合數(shù)控加工,此時應(yīng)考慮數(shù)控機床使用的合理性及經(jīng)濟性，并充分發(fā)揮數(shù)控機床的功能。

2.工序詳細設(shè)計： 數(shù)控加工程序是指在一臺數(shù)控機床上對某個零件進行連續(xù)加工的那些表面的加工工序。工序的詳細設(shè)計主要包括：工件的定位和夾緊、工步劃分、刀具選擇、切削用量的確定、走刀路線的合理制定。

7-2-1數(shù)控編程的基本概念

3.運動軌跡的坐標值計算：

首先建立工件坐標系，正確選擇編程原點，根據(jù)走刀路線，計算每次走刀的坐標值。主要步驟為：

①基點計算

②節(jié)點計算

③輔助計算 4.加工程序單的編寫：按照機床數(shù)控系統(tǒng)使用的指令代碼及程序格式要求，編寫或生成零件加工程序清單，

5.程序校核與試切。7-2-1數(shù)控編程的基本概念數(shù)控程序的編制方法目前用到的數(shù)控編程方法：

圖形交互自動編程1）手工編程2）計算機輔助編程數(shù)控語言自動編程CAD/CAM集成數(shù)控編程7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

加工程序指令的標準化

主要包括準備功能碼（G代碼）、輔助功能碼（M代碼）及其它指令代碼。

(1)準備功能碼（G代碼）

(2)輔助功能碼（M代碼）

(3)進給功能碼（F代碼）

(4)主軸功能碼（S代碼）

(5)刀具功能碼（T代碼）7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準常用準備功能準備功能主要用來控制刀具的運動軌跡，是數(shù)控程序的主要構(gòu)成內(nèi)容。準備功能由“G”和不同數(shù)字組成，從G00—G99,可完成不同的加工過程。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準常用輔助功能輔助功能指令為“M”指令，從“M00”到“M09”共10種輔助功能。主要為：程序的停止、結(jié)束、主軸的轉(zhuǎn)向、切削液的開、停等。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準進給功能進給功能指令為“F”指令，用以表示進給速度的大小，由F和進給速度數(shù)據(jù)組成。主軸功能主軸功能指令為“S”指令，用以表示主軸轉(zhuǎn)速的大小，由S和r/min數(shù)據(jù)組成。刀具功能刀具功能指令為“T”指令，用來表示所選刀具號。由T和刀位號組成。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

數(shù)控機床的坐標系定義

在ISO標準中統(tǒng)一規(guī)定采用右手直角笛卡兒坐標系對機床的坐標系進行命名，在這個坐標系下定義刀具位置及其運動的軌跡。

7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

數(shù)控機床的坐標系定義

1.確定Ｚ軸

對于有主軸的機床，如車床、銑床等則以機床主軸軸線方向作為Z軸方向,刀具遠離工件方向為Z軸正方向。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

數(shù)控機床的坐標系定義

2.確定Ｘ軸對于機床主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)的機床，如車床、磨床等，則在水平面內(nèi)選定垂直于工件旋轉(zhuǎn)軸線的方向為Ｘ軸，且刀具遠離主軸軸線方向為Ｘ軸的正方向。對于機床主軸帶動刀具旋轉(zhuǎn)的機床：當主軸是水平的，如臥式銑床、臥式鏜床等，則規(guī)定人面對主軸，選定主軸左側(cè)方向為Ｘ軸正方向；當主軸是豎直時，如立式銑床、立式鉆床等，則規(guī)定人面對主軸，選定主軸右側(cè)方向為Ｘ軸正方向。

7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

數(shù)控機床的坐標系定義

3.確定Ｙ軸

Ｙ軸方向可以根據(jù)已選定的Ｚ、Ｘ軸方向，按右手直角坐標系來確定。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

數(shù)控加工程序的程序段格式

7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

切觸點與切觸點曲線

切觸點

在曲面加工過程中，切削過程中刀具與工件曲面的理論接觸點稱為切觸點。切觸點是變化的。

切觸點曲線

切觸點曲線指刀具在加工過程中由切觸點構(gòu)成的曲線。切觸點曲線是生成刀具軌跡的基本要素。⑴坐標系的確定；⑵進刀方式的確定；⑶刀具偏置和補償。7-2-2數(shù)控編程術(shù)語與標準

程序編制中應(yīng)注意的問題

7-2-3手工編程概念

指編制零件數(shù)控加工程序的各個步驟，即從零件圖紙分析、工藝決策、確定加工路線和工藝參數(shù)、計算刀位軌跡坐標數(shù)據(jù)、編寫零件的數(shù)控加工程序單直至程序的檢驗，均由人工來完成。7-2-3手工編程手工編程的主要步驟

⑴根據(jù)零件圖樣對零件進行工藝分析，確定加工路線和工藝參數(shù)。

⑵

根據(jù)零件的幾何形狀尺寸計算數(shù)控機床運動所需數(shù)據(jù)。

⑶

根據(jù)計算結(jié)果及確定的加工路線，按規(guī)定的格式和代碼編寫零件加工程序單。

⑷

輸入數(shù)控系統(tǒng)，對所編程序進行仿真。7-2-3手工編程手動編程的特點

⑴

只適于簡單零件和簡單路徑；

⑵

出錯率高；

⑶

效率低，一般編程時間與加工時間之比為30:1；

⑷

計算精度低。7-2-4計算機輔助編程

數(shù)控語言自動編程圖形交互自動編程

CAD/CAM集成數(shù)控編程7-2-4計算機輔助數(shù)控編程計算機輔助編程

采用計算機輔助數(shù)控編程技術(shù)的實現(xiàn)，需要一套專門的數(shù)控編程軟件。

7-2-4計算機輔助數(shù)控編程計算機輔助編程方法概述

數(shù)控語言自動編程與手工編程相比，使用靈活，簡單，效率高。但零件源程序的編輯、修改還不太方便和直觀。

圖形交互自動編程非常簡單方便，出錯率低。但要求軟硬件匹配，應(yīng)有基本的三維繪圖軟件。7-2-4-1數(shù)控語言自動編程數(shù)控語言自動編程（50年代）

用專用語言（如APT語言）和符號來描述零件圖樣上的幾何形狀和刀具相對零件運動的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)，該程序稱為源程序。源程序輸入計算機后，經(jīng)預(yù)先編好放入計算機的編譯程序——數(shù)控程序系統(tǒng)進行兩次處理：①生成刀位文件；②

生成NC指令文件。7-2-4-1數(shù)控語言自動編程自動編程語言的發(fā)展

目前國際上存在的自動編程語言已超過100種。但應(yīng)用最廣的是美國的APT(AutomaticallyProgrammedTools)。

1955年推出APT－I，1970年推出多維語言APT－IV，1985年ISO公布了以APT為基礎(chǔ)的數(shù)控機床自動編程語言標準。7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語言自動編程

語言自動編程過程分為源程序編制和目標程序編制兩個階段。

用專用的數(shù)控語言（如APT、FAPT、EAPT）和符號來描述零件圖紙上的幾何形狀及刀具相對零件運動的軌跡、順序和其它工藝參數(shù)的程序。源程序編制7-2-4-1數(shù)控語言自動編程

APT程序完成以后，需經(jīng)特殊處理后才能生成數(shù)控機床加工程序（目標程序）。數(shù)控程序系統(tǒng)就是為完成此過程而編制的軟件。該系統(tǒng)的工作分為三個階段：輸入翻譯階段——對源程序逐字逐句閱讀、檢查、處理（翻譯）；軌跡計算階段——計算所有的刀具中心軌跡參數(shù)，包括基點、節(jié)點、刀具偏置量等；具有通用性。

后置處理階段——按照刀具軌跡計算刀具增量，脈沖當量轉(zhuǎn)換，NC程序的編寫。不具有通用性。

目標程序編制7-2-4-1數(shù)控語言自動編程APT語言的特點

⑴

APT語言處理能力強，可以進行點位直線、兩坐標曲線、直至五坐標曲面的處理；

⑵

語言基本是英語自然單詞，易學、易懂；

⑶

APT語言有自檢功能，可靠性強；

⑷

具有很大的靈活性，針對不同機床，積累了上千種后置處理程序；

⑸

數(shù)據(jù)處理費用低，制備時間短。

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程APT語言的組成

APT語言由基本符號、詞匯和語句組成。基本符號

⑴“,”：分隔符。如：C1=CIRCLE/0,0,25；

⑵“/”：主輔部分隔符；除號。如：

GOFWD/C1；A=B/D；

⑶“*”、“**”、“+”、“-”、“=”、“.”：各種運算符

⑷“$”：續(xù)行符，表示語句未結(jié)束，延續(xù)到下一行。

⑸“;”：語句結(jié)束符號。

⑺“[]”、“()”：嵌套、下標變量等用途符號。

(8)“：”用于分隔語句及其標號。

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程詞匯

APT共有六類詞匯，每一個單詞由6個以下字母組成，編程人員不得把它們當作其他符號使用

：

⑴

幾何元素詞匯：point,line,plane等；

⑵

幾何關(guān)系與位置狀況：parlel,tanto

等；

⑶

函數(shù)類詞匯：sinf,expf,sqrtf

等；

⑷

加工工藝詞匯：bore,cham,rough等；

⑸

刀具名稱詞匯：turntl,miltl,dritl

等；

⑹

與刀具運動有關(guān)的詞匯：gofwd,godlta,tllft

等。

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序 語句主要由說明語句、幾何定義語句、刀具運動語句、工藝數(shù)據(jù)語句等組成。

⑴幾何定義語句點的定義：P1=POINT/x,y,z

P1=POINT/INTOF,L1,L27-2-4-1數(shù)控語言自動編程點的定義：

P1=POINT/XSMALL,INTOF,L1,C1P3=POINT/YSMALL,INTOF,L2,C1或

P2=POINT/YSMALL,INTOF,C1,C2P4=POINT/XLARGE,INTOF,C3,C47-2-4-1數(shù)控語言自動編程直線定義：

L1=LINE/X1,Y1,X2,Y2或

L1=LINE/P1,LEFT,TANTO,C1；L2=LINE/P2，RIGHT，TANTO，C1；或L1=LINE/RIGHT，TANTO，C1，RIGHT，TANTO，C2；

L2=LINE/RIGHT，TANTO，C1，LEFT，TANTO，C2；

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程直線定義：

L1=LINE/X1,Y1,X2,Y2或

L1=LINE/P1,LEFT,TANTO,C1；L2=LINE/P2，RIGHT，TANTO，C1；或L1=LINE/RIGHT，TANTO，C1，RIGHT，TANTO，C2；

L2=LINE/RIGHT，TANTO，C1，LEFT，TANTO，C2；

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程直線定義：

L3=LINE/P1,PARLEL,L4L4=LINE/P2,PERPTO,L3

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程直線定義：

L1=LINE/P1,ATANGL,45L2=LINE/P2,ATANGL,45,YAXIS

L3=LINE/PARLEL,L0,XLARGE,1L4=LINE/PARLEL,L0,XSMALL,27-2-4-1數(shù)控語言自動編程

⑴幾何定義語句

圓的定義：C1=CIRCLE/x,y,r或C1=CIRCLE/P1,P2,P3或 C1=CIRCLE/PC，TANTO，L；

其中PC為已知圓心，L為已定義之直線?；駽3=CIRCLE/YSMALL,TANTO,OUT,C1,OUT，C2；

C3=CIRCLE/YLARGE,LN6,XLARGE,LN4,RADIUS,2.0C3=CIRCLE/XLARGE,LN6,YSMALL,LN4,RADIUS,2.0⑴幾何定義語句圓的定義：7-2-4-1數(shù)控語言自動編程7-2-4-1數(shù)控語言自動編程平面的定義：PL1=PLANE/P1,P2,P3PL2=PLANE/P4,PARLEL,PL1或PL2=PLANE/PARLEL,PL1,ZSMALL,3.0z7-2-4-1數(shù)控語言自動編程橢圓的定義：例如：EL=ELLIPS/CENTER,P0,3.2,1.9,30說明：a,b為長短軸的長度；alfa為長軸與x軸的夾角；point為橢圓的中心。符號=ELLIPS/CENTER,point,a,b,alfa用軸上一點、軸線向量和半徑定義圓柱面說明：

x,y,z為軸上一點的坐標；a,b,c為軸線的方向單位向量；r為圓柱體半徑。符號=CYLNDR/x,y,z,a,b,c,r

例如：C1=CYLNDR/8,0,2,0,0,1,1.07-2-4-1數(shù)控語言自動編程圓柱面的定義：CYL3=CYLNDR/XLARGE,TANTO,PL2,YSMALL,TANTO,PL1,RADIUS,2.07-2-4-1數(shù)控語言自動編程圓柱面的定義：幾何元素定義語句幾何元素APT詞匯幾何元素APT詞匯點POINT一般二次曲線GCONIC直線LINE畫線用的二次曲線LCONIC平面PLANE向量VECTOR圓CIRCLE矩陣NATRIX圓柱面CYLINDR球SPHERE橢圓ELLIPS二次曲面QADRIC雙曲線HYPERB列柱曲面TABCYL圓錐、二次曲線CONE多段錐面POLCON直紋面RLDSRF7-2-4-1數(shù)控語言自動編程7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序

2）刀具運動語句

刀具運動語句是描述和模擬真正切削過程中刀具的運動軌跡。 為了定義刀具在空間與工件的相互位置，定義了三個控制面：零件表面、導(dǎo)向面、檢查面。7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序

2）刀具運動語句

描述刀具與零件面關(guān)系語句有：

TLONPS、TLOFPS；描述刀具與導(dǎo)向面關(guān)系語句有：

TLON、TLLFT、TLRGT；

TLOFPS7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序

2）刀具運動語句

描述刀具與檢查面關(guān)系的語句為：

TO、ON、POST；

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程2）刀具運動語句

描述運動方向語句指當前運動方向相對于上一個已終止的運動方向而言，有：GOLFT、GORGT、GOFWD、GOBACK。7-2-4-1數(shù)控語言自動編程2）刀具運動語句

FROM/x,y,z描述刀具的起點GOTO/x,y,z使刀具走到一個新的位置GODLTA/x,y,z使刀具走一個增量7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序

3）工藝數(shù)據(jù)語句工藝數(shù)據(jù)主要是指刀具參數(shù)、主軸速度、進給速度等。刀具參數(shù)語句：CUTTER/d,r輪廓加工的外容差和內(nèi)容差:INTOL/0.005；OUTTOL/0.008主軸速度語句：SPINDL/n,CLW進給速度語句：FEDRAT/F017-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序

4）機床語句

MACHINE/name,par2,par3

name為選定的機床的名稱；調(diào)用相應(yīng)機床的后置處理程序，生成所選定機床的數(shù)控指令。par2、par3表示脈沖當量及插補類型。

7-2-4-1數(shù)控語言自動編程語句及程序

5）后置處理語句用來描述機床控制功能：STOP(暫停)：使機床暫停工作RAPID（快速）：使刀具快速進給FINI：零件源程序結(jié)束COOLNT/ON/OFF：冷卻液開或關(guān)SPINDL/OFF/CLW/CCLW：說明主軸停止、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向7-2-4-2圖形交互自動編程概述

所謂圖形交互式自動編程系統(tǒng)就是應(yīng)用計算機圖形交互技術(shù)開發(fā)出來的數(shù)控加工程序自動編程系統(tǒng)，使用者利用計算機鍵盤、鼠標等輸入設(shè)備以及屏幕顯示設(shè)備通過交互操作，建立、編輯零件輪廓的幾何模型，選擇加工工藝策略，生成刀具運動軌跡，利用屏幕動態(tài)模擬顯示數(shù)控加工過程，最后生成數(shù)控加工程序。

7-2-4-2圖形交互自動編程概述

現(xiàn)代圖形交互式自動編程是建立CAD和CAM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上的，典型的圖形交互式自動編程系統(tǒng)都采用CAD/CAM集成數(shù)控編程系統(tǒng)模式。7-2-4-2圖形交互自動編程概述

圖形交互式自動編程系統(tǒng)通常有兩種類型的結(jié)構(gòu)：

CAM系統(tǒng)中內(nèi)嵌三維造型功能；

獨立的CAD系統(tǒng)與獨立的

CAM系統(tǒng)集成方式構(gòu)成數(shù)控編程系統(tǒng)。

7-2-4-2圖形交互自動編程圖形交互自動編程系統(tǒng)的組成 該系統(tǒng)主要包括：幾何造型、刀具軌跡生成、刀具軌跡編輯、刀位驗證、后置處理、計算機圖形顯示、數(shù)據(jù)庫管理、運行控制以及用戶界面等。7-2-4-2圖形交互自動編程圖形交互自動編程的基本步驟 目前，國內(nèi)外圖形交互自動編程軟件非常多，雖然各種軟件都有自己獨立的系統(tǒng)，獨立的格式和用戶接口，但總體結(jié)構(gòu)、基本原理以及基本步驟大體上是一致的，其基本步驟為：

①

零件圖及加工工藝分析

②

幾何造型

③

刀位軌跡計算及生成

④

后置處理

⑤

程序輸出

7-2-4-2圖形交互自動編程圖形交互自動編程的特點

⑴

將幾何造型、刀位計算、圖形顯示、和后置處理結(jié)合到一起，有效的解決了編程數(shù)據(jù)來源、幾何顯示、走刀模擬和交互修改等問題。

⑵

不需要編制零件加工源程序，簡單、直觀、準確、便于檢查。

⑶

簡單易學，使用方便。

⑷

有利于功能擴展和集成。7-2-4-2圖形交互自動編程加工工藝分析及制定

在自動編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費用的目的。

7-2-4-2圖形交互自動編程加工階段劃分

粗加工一般稱為區(qū)域清除。在此加工階段中，應(yīng)該在公差允許范圍內(nèi)盡可能多地切除材料。

1.粗加工階段刀具：圓柱立銑刀切削方式：行切或環(huán)切7-2-4-2圖形交互自動編程加工階段劃分

主要任務(wù)是滿足加工精度、表面粗糙度要求，而加工余量是非常小的。1.精加工階段刀具：圓柱立銑刀、球頭銑刀（加工曲面）切削方式：行切或環(huán)切7-2-4-2圖形交互自動編程切削方式

不同的加工對象，切削方式是不同的。

點位加工

平面輪廓加工

型腔加工

曲面加工

7-3加工過程仿真

數(shù)控程序的檢驗 程序編制結(jié)束后，有效地檢驗和驗證數(shù)控加工程序的正確性是數(shù)控加工編程中的重要環(huán)節(jié)。需要進行各種檢驗：

⑴

形狀檢驗

⑵

參數(shù)檢驗

⑶

干涉檢驗

⑷

奇異點檢驗7-3加工過程仿真對動態(tài)模擬系統(tǒng)的要求

⑴

檢查NC程序中的各種編制錯誤，包括程序結(jié)構(gòu)、語法、詞法等。

⑵

動態(tài)模擬加工全過程檢查，包括因NC程序的編制錯誤，產(chǎn)生工件的過切、欠切、刀具與夾具的碰創(chuàng)、刀具與工件的干涉等。

⑶

對給定的工藝極限值進行監(jiān)控檢測。7-3加工過程仿真數(shù)控程序檢驗方法

⑴

刀具軌跡仿真

⑵三維動態(tài)切削仿真

⑶加工精度檢驗

7-3加工過程仿真刀具軌跡仿真

一般在后置處理之前進行。通過讀取刀位數(shù)據(jù)文件檢查刀具位置計算是否正確，加工過程中是否發(fā)生過切，所選刀具、走刀路線、進退刀方式是否合理，刀位軌跡是否正確，刀具與約束面是否發(fā)生干涉與碰撞。這種仿真一般可以采用動畫顯示的方法，效果逼真。由于該方法是在后置處理之前進行刀位軌跡仿真，可以脫離具體的數(shù)控系統(tǒng)環(huán)境進行。刀位軌跡仿真法是目前比較成熟有效的仿真方法，應(yīng)用比較普遍。7-3加工過程仿真三維動態(tài)切削仿真

三維動態(tài)切削圖形仿真驗證是采用實體造型技術(shù)建立加工零件毛坯、機床、夾具及刀具在加工過程中的實體幾何模型，然后將加工零件毛坯及刀具的幾何模型進行快速布爾運算（一般為減運算），最后采用真實感圖形顯示技術(shù)，把加工過程中的零件模型、機床模型、夾具模型及刀具模型動態(tài)地顯示出來，模擬零件的實際加工過程。

特點：仿真過程真實感較強，基本上具有試切加工的驗證效果。

7-4DNC技術(shù)概述

DNC（directnumericalcontrol）60年代

用一臺計算機對多臺數(shù)控機床實施綜合數(shù)字控制的形式，也稱:“群控”。由該計算機負責NC程序的管理和傳送。

CNC

用計算機做為機床控制器，實現(xiàn)單臺機床數(shù)控功能。7-4DNC技術(shù)概述

DNC（DistributedNumericalControl）70年代

用一臺或多臺計算機經(jīng)網(wǎng)絡(luò)向分布在不同地點的多臺數(shù)控機床實施綜合數(shù)字控制，傳輸數(shù)控程序。

DNC接口采用串行通信技術(shù),通過DNC系統(tǒng)前端處理器可一次性輸入零件全部加工程序。

DNC具有直接數(shù)字控制、收集系統(tǒng)信息、監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)和遠程控制等功能。7-4DNC技術(shù)概述

BsDNC

（80年代）

更先進的DNC接口,不僅能傳送NC程序,還能在線傳送NC設(shè)備控制命令或獲取設(shè)備運行狀態(tài)信息,成為發(fā)展柔性制造系統(tǒng)和單元(FMS/FMC)的關(guān)鍵使能技術(shù)。

20世紀80年代一些FMS和CIMS實際上是基于BsDNC

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建成的。7-4DNC技術(shù)概述

NetworkedCNC（90年代中期）CNC機床不僅作為獨立運行的加工設(shè)備,而且可以實現(xiàn)在計算機、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)支持下形成網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控制造系統(tǒng)。成為制造企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計/虛擬制造、智能制造系統(tǒng)的關(guān)鍵使能技術(shù)之一。7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的組成DNC系統(tǒng)由硬件和軟件組成。硬件：軟件：中央計算機、大容量存儲器、通訊接口、CNC機床、外設(shè)等。通信、生產(chǎn)管理、零件加工程序的自動編制等。7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)DNC從控制結(jié)構(gòu)上可大致分為三種：1.紙帶機旁路式結(jié)構(gòu)—BTR紙帶讀帶機中央計算機CNC機床外存儲器7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)1.紙帶機旁路式結(jié)構(gòu)—BTR

將DNC主機與讀帶機并接于數(shù)控機床上，取代讀帶機功能來傳輸NC程序，當中央計算機發(fā)生故障后，利用讀帶機使數(shù)控裝置仍可獨立使用。所以這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，也較易實現(xiàn)，缺點是由于數(shù)控裝置并未簡化，硬件成本較高。7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)2.一般控制結(jié)構(gòu)DNC中央計算機NC/CNC機床1NC/CNC機床1NC/CNC機床1通信線路外存儲器7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)2.一般控制結(jié)構(gòu)一般控制結(jié)構(gòu)的DNC系統(tǒng)通常具有兩級計算機分級結(jié)構(gòu)，即中央計算機和NC或CNC系統(tǒng)群。DNC主機從大容量外存中調(diào)用零件程序指令，并在需要的時候?qū)⑺鼈儼l(fā)送給機床。它也接受從機床反饋的數(shù)據(jù)，這兩路信息流是實時產(chǎn)生的，每臺機床對指令的要求幾乎是在同時被滿足。7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)3.多級控制結(jié)構(gòu)7-4DNC技術(shù)DNC的控制結(jié)構(gòu)3.多級控制結(jié)構(gòu)多級DNC結(jié)構(gòu)K通常為樹型結(jié)構(gòu)，一般來說，底部的能力主要是面向應(yīng)用的，具有專用的能力，用于完成規(guī)定的特殊任務(wù)。而頂部則具有通用的能力，控制與協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)，DNC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)的規(guī)模有關(guān)，可能有二、三、四級的結(jié)構(gòu)，常用的是二、三級結(jié)構(gòu)，以三級居多。7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信接口1.按功能分主要有三種：

下傳NC程序（基本DNC）

上傳NC程序

系統(tǒng)狀態(tài)采集和遠程控制7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信接口2.常見DNC接口：

穿孔機輸入接口

紙帶閱讀機輸入接口

RS232接口

DNC接口

網(wǎng)絡(luò)接口

直接數(shù)控的計算機接口7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)1.底層通信

DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)范圍比接口技術(shù)大得多，包括：DNC主機與數(shù)控系統(tǒng)的通信。DNC主機與上層計算機的通信。2.上層通信7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)1.底層通信

通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使NC技術(shù)的通訊方法非常豐富,目前在DNC中應(yīng)用的底層通信技術(shù)主要有以下幾種。串行通信現(xiàn)場總線

計算機局域網(wǎng)

7-4DNC技術(shù)DNC系統(tǒng)的通信技術(shù)

串行通信利用數(shù)控機床提供的RS232C或RS422、RS449接口,可實現(xiàn)用一臺計算機對多臺數(shù)控機床進行通信，采用點對點型或星形拓撲結(jié)構(gòu),可以很容易實現(xiàn)串行通信。傳輸速率在1