制造工程師在數控加工的應用論文
摘要：為了促進(jìn)我國現代制造業(yè)的健康發(fā)展，特別是進(jìn)一步促進(jìn)我國數控加工技術(shù)水平的提高，本文專(zhuān)門(mén)探討了CAXA制造工程師在數控加工中應用問(wèn)題；在概述CAXA制造工程師軟件及其功能特點(diǎn)等內容基礎上，詳細介紹了CAXA制造工程師軟件界面構成及所承擔的功能，最后從“工作流程”角度深入探討了CAXA制造工程師在數控加工中的應用。
關(guān)鍵詞：CAXA；制造工程師；數控加工；應用
在現代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步因素的影響下，我國制造業(yè)生產(chǎn)水平有了明顯、大幅度提升，尤以數控加工技術(shù)在現代制造業(yè)領(lǐng)域的應用為代表，實(shí)現了我國現代制造業(yè)的飛躍性發(fā)展；這也由此奠定了數控加工技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的地位，深入研究、改進(jìn)數控加工技術(shù)成為提升現代制造業(yè)生產(chǎn)水平的重要切入點(diǎn)與有力措施，也因此成為一個(gè)極具研究?jì)r(jià)值的課題；但是數控加工技術(shù)水平的提高也不是一蹴而就的，其亦是在一系列新技術(shù)、新軟件的開(kāi)發(fā)與應用基礎上逐步得到提高。鑒于數控加工技術(shù)改進(jìn)、應用對促進(jìn)現代制造業(yè)發(fā)展的重要作用，筆者結合工作實(shí)際，以CAXA制造工程師軟件為切入點(diǎn)，深入探討了CAXA制造工程師在數控加工中的應用問(wèn)題，在概述CAXA制造工程師軟件及其功能特點(diǎn)等內容基礎上，詳細介紹了CAXA制造工程師軟件界面構成及所承擔的功能，最后從“工作流程”角度深入探討CAXA制造工程師軟件在數控加工中的應用。
1CAXA制造工程師軟件概述
1.1CAXA制造工程師軟件簡(jiǎn)介
CAXA制造工程師是由我國北航海爾軟件有限公司研發(fā)的一款全中文、專(zhuān)門(mén)面向數控銑床和加工操作的三維制圖軟件；具體分為CAD(計算機輔助設計)件和CAM(計算機輔助制造)軟件。計算機輔助設計(CAD)是指工程設計人員應用相關(guān)計算機軟件進(jìn)行產(chǎn)品設計的過(guò)程，主要包括對產(chǎn)品的造型設計、工藝規程設計、結構分析和有限元分析等環(huán)節，具體應用于機械、電子、汽車(chē)、建筑、航空航天等領(lǐng)域；計算機輔助設計大大縮短了產(chǎn)品設計周期，提高了產(chǎn)品設計質(zhì)量及整體設計效果。計算機輔助制造(CAM)是指提前應用相關(guān)計算機軟件來(lái)模擬、分析產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過(guò)程，起到指導、改進(jìn)實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程的作用，最典型的應用就是數控機床；數控機床最主要的特征就是由專(zhuān)業(yè)操作人員借助編輯好的程序代碼、指令等控制機床的生產(chǎn)運作。隨著(zhù)各種功能數控機床的應用，“加工中心”概念應運而生，其除實(shí)現對具體產(chǎn)品的生產(chǎn)加工外，亦能實(shí)現對數控機床的控制，比如從刀庫中自動(dòng)換刀及自動(dòng)轉換等。
1.2CAXA制造工程師功能特點(diǎn)
CAXA制造工程師軟件的強大之外在于其相對較為完美的功能特點(diǎn)，特別是其對現代制造業(yè)發(fā)展及數控機床應用要求的高度契合；具體表現為以下兩點(diǎn)：第一，與現代制造業(yè)產(chǎn)品曲面要求的完美契合。主要體現為方便的特征實(shí)體造型設計支持、強大的NURSBS自由曲面造型設計支持和靈活的曲面真實(shí)復合造型設計支持，除上述“支持”外，它還完美保證了設計的精確性及操作的簡(jiǎn)便性，我們甚至可以說(shuō)CAXA制造工程師軟件就是為現代制造業(yè)專(zhuān)門(mén)設計開(kāi)發(fā)的。第二，與數控加工要求的高度完善契合。CAXA制造工程師軟件支持數控加工應用方面的功能特點(diǎn)更加明顯，不僅能滿(mǎn)足兩軸到三軸的數控加工功能需求，還能滿(mǎn)足四軸到五軸的數控加工功能需求；還有就是CAXA制造工程師軟件較好支持了高速數控加工，特別是高速數控加工要求的參數化軌跡編輯和軌跡批處理，以及高速數控加工要求的仿真、代碼驗證、工藝控制和通用后置處理等，這是其他CAD/CAM軟件所做不到。
2CAXA制造工程師軟件界面構成及功能分析
操作界面設計之所以重要是因為操作界面擔負著(zhù)與用戶(hù)的交流互動(dòng)，是軟件與用戶(hù)最重要的交流互動(dòng)渠道，要求其不僅能較好地呈現軟件的功能，亦要求較好地支持用戶(hù)的判斷和操作�？傮w而言，CAXA制造工程師軟件界面風(fēng)格與Windows操作系統界面風(fēng)格類(lèi)似，都是借助于內部菜單和相關(guān)工具條等完成軟件功能的具體操作。為了使人們更加深入地了解CAXA制造工程師軟件功能及使用，也是為了更好地促進(jìn)CAXA制造工程師軟件在數控加工的應用，下面筆者詳細地介紹了CAXA制造工程師軟件的界面構成及所承擔的功能。
2.1繪圖區及其功能分析
一般設計類(lèi)軟件都有自己專(zhuān)門(mén)的繪圖區，所謂繪圖區是指一塊專(zhuān)門(mén)用業(yè)供用記進(jìn)行繪圖操作的區域；繪圖區可以說(shuō)是CAXA制造工程師軟件最重要的工作區域，用戶(hù)最主要的、與設計相關(guān)的工作流程都是在繪圖區內完成的；具體而言，CAXA制造工程軟件繪圖區主要用來(lái)完成用戶(hù)對產(chǎn)品造型、結構等設計。
2.2下拉菜單條及其功能分析
下拉菜單條不僅在設計類(lèi)軟件中應用，其在一般應用類(lèi)軟件中亦使用，是我們日常生活、工作中所用的軟件是展示其功能的最主要形式；就CAXA制造工程師軟件而言，下拉菜單條主要有以下部分或者說(shuō)用來(lái)完成以下功能，具體有對文件、顯示等細節的操作，而且下拉菜單中不僅有主菜單，主菜單下還有子菜單，它們彼此配合完成軟件各功能的展示與應用。
2.3立即菜單及其功能分析
所謂立即菜單，其可以理解為用來(lái)執行一些具體操作的菜單、工具或者說(shuō)命令；立即菜單功能具有明顯的即時(shí)性，其在使用的一刻即表示某項功能的實(shí)現與完成，用戶(hù)會(huì )立刻查看到所實(shí)現的功能效果。以用戶(hù)進(jìn)行工作繪圖為例，如果用戶(hù)的繪圖或者參數修改操作在沒(méi)有錯誤的情況下，會(huì )立即看到操作所帶來(lái)的效果；這就是產(chǎn)品設計領(lǐng)域所說(shuō)的“所見(jiàn)即所得”。
2.4快捷菜單及其功能分析
快捷菜單是CAXA制造工程師軟件中比較常見(jiàn)的操作應用形式，軟件會(huì )根據鼠標所在位置的不同彈出各種可能操作的快捷菜單來(lái)供用戶(hù)選擇使用，用戶(hù)可以根據快捷菜單的提示使用相應功能，而不需要專(zhuān)門(mén)去找到該功能來(lái)應用，快捷菜單的設計與應用極大地提高了用戶(hù)的工作效率�？旖莶藛蔚膽煤芎玫伢w現了軟件功能的人性化與智能化。
3CAXA制造工程師在數控加工中的應用研究
3.1應用前的準備工作
數控加工在正式應用CAXA制造工程師前需要做好相關(guān)準備工作，其中最主要的就是要根據相關(guān)產(chǎn)品設計圖紙要求制定具體的產(chǎn)品零部件加工工藝方案，主要工作流程如下；第一，確定加工物件的外在形式；第二，確定操作技術(shù)是否符合規范；第二，確定裝夾方式是否符合操作標準；第三，確定選擇使用的切削工具是否符合要求；第四，確定相關(guān)加工工藝參數；第五，對加工工可以說(shuō)順序進(jìn)行調整等；最終形成一個(gè)具體的加工工藝方案。
3.2繪制產(chǎn)品三維模型
在確定具體的加工工藝方案基礎上，就可以利用CAXA制造工程師軟件繪制產(chǎn)品的三維模型。在實(shí)際繪制過(guò)程中，可以同時(shí)采用二維平面圖與三維實(shí)體模型兩種方式，即將二維平面圖中的相關(guān)線(xiàn)利用軟件的曲線(xiàn)投影功能引入到三維實(shí)體模型中，從而實(shí)現二維平面圖與三維立體圖數據的交換共享，這將會(huì )大大提高產(chǎn)品三維模型的繪制效率。繪制產(chǎn)品三維模型是CAXA制造工程師軟件在數控加工中應用的最主要內容，是后續利用數控機床成功完成產(chǎn)品加工的關(guān)鍵。
3.3生成加工輪廓軌跡
這里的加工輪廓軌跡，確切來(lái)說(shuō)就是利用數控機床加工產(chǎn)品時(shí)所用刀具的運行軌跡；加工刀具運行軌跡設計科學(xué)、準確與否，直接影響到是否能利用數控機床成功加工所需產(chǎn)品，一旦加工刀具運行軌跡存在偏差，將會(huì )直接導致產(chǎn)品加工失敗。要求用戶(hù)能夠根據產(chǎn)品的形狀特點(diǎn)、加工工藝規程等靈活運用CAXA制造工程師中的平面區域粗加工、平面輪廓精加工、輪廓線(xiàn)精加工、等高線(xiàn)粗加工、參數線(xiàn)精加工、倒圓角加工等方法。
3.4加工軌跡仿真分析
在設計與生成加工輪廓軌跡后，為了保證設計的科學(xué)性、準確性，我們可以利用CAXA制造工程師軟件來(lái)進(jìn)行仿真分析；即在CAXA制造工程師軟件中將加工輪郭軌跡調整為三維真實(shí)狀態(tài)，來(lái)模擬實(shí)際切削過(guò)程，以此來(lái)確定刀具運行軌跡及相關(guān)材料運作過(guò)程是否存在錯誤，這就需要設計人員嚴格檢驗與刀具相關(guān)的設計細節，并且通過(guò)一些技術(shù)、手段進(jìn)行優(yōu)化，切實(shí)保證設計的精確性，避免因為設計錯誤導致產(chǎn)品加工失敗。
3.5正式生成G代碼
當完成加工軌跡仿真后，我們就可以選擇符合加工輪廓軌跡的刀具在經(jīng)過(guò)后置處理后，根據加工中心機床系統的不同、操作者要求不同、需要的格式不同等特點(diǎn)進(jìn)行參數修改，修改后一定要保存相關(guān)設置，最終生成合適數控加工系統的代碼指令程序，我們稱(chēng)其為G代碼。在成功生成G代碼程序，就可以通過(guò)運行G代碼來(lái)控制數控機床進(jìn)行產(chǎn)品加工操作；G代碼是可以反復使用的，從而實(shí)現產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。
3.6代碼的傳輸與加工
在成功生成G代碼后，為了保證數控機床能依據G代碼指令工作，還需要我們使用專(zhuān)門(mén)的傳輸軟件傳輸給數控機床，比較有代表性的G代碼傳輸軟如CAXADNC和華中數控通訊軟件等，具體可以采用兩種方式完成G代碼傳輸：一種是固定傳輸，另一種是在線(xiàn)傳輸；固定傳輸指的是考慮到G代碼程序短占用內存小，可以一次性傳輸到數控機床中，全部G代碼程序將被保存于機床中；而在線(xiàn)傳輸指的考慮到G代碼程序長(cháng)且占用內存大，數控機床內存無(wú)法一次容納全部程序，故采用在線(xiàn)傳輸方式，即邊加工邊傳輸。
4結語(yǔ)
數控加工技術(shù)在我國現代制造業(yè)領(lǐng)域的應用，極大地提高了我國現代制造業(yè)的生產(chǎn)水平，實(shí)現了我國現代制造業(yè)的飛躍性發(fā)展；而CAXA制造工程師軟件在數控加工中的應用極大地提高了數控加工的技術(shù)水平與生產(chǎn)效率，對我國現代制造業(yè)發(fā)展注入了新鮮活力。目前，雖然CAXA制造工程師在數控加工中的應用已進(jìn)入成熟時(shí)期，但仍然需要我們予以充分關(guān)注及深入研究，促進(jìn)其在數控加工中的科學(xué)應用，促進(jìn)我國現代制造業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻
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