机床仿真的实现

 

　　由于需要提高生产效率，或者需要通过加工更复杂、更高价值的零件来赢得更多订单，工厂纷纷投资购买先进机床，而这种情况越来越普遍。由于这些机床非常先进，因此机床仿真就成为NC编程人员必不可少的武器，而不仅仅是作为一个有用的程序验证工具。

　　加工仿真已经经过多个阶段的演变，现在大多数CAM系统都具有一定的仿真功能。不过，这些系统并不是都以同样的方法运行。当编程人员需要确定其在数字世界里面模拟发生的事情是否会真正发生在机床上时，这些差别就显得尤为重要。因此，要为手上的工作选择正确的过程，就需要了解不同机床仿真之间的差别。

　　Vynce Paradise先生是Siemens PLM Software NX CAM行销总监，他认为机床仿真非常重要，且需甄别刀具路径验证

　　最简单层次的仿真是CAM系统多年来所做而且现在还在做的事情。CAM系统通过坯料的一个3D模型的切削变化来表示切削过程，验证坯料的刀具路径。该模式一般被称为“刀具路径验证”，即使没有机床表示也可以执行该模式。在标准的铣削或车削作业中，对刀具路径的这种验证层次通常已经绰绰有余了。选定了自动材料切除选项之后，以现在的PC速度加上软件算法的进步，可以很好地改善这一层次的刀具路径验证，对验证内部刀具路径这一工作来说是合适的。用户可以轻易读取刀具路径的内部定义，清楚地知道刀具与被加工表面的相对位置。

　　内部刀具路径定义

　　具有不同的基本运动自由度或者多任务功能的更高级的机床则需要一种不同的仿真。我们需要了解并显示当NC控制器和机床识别推荐的刀具路径数据时，这些数据会做什么。需要把机床运动作为一个完整系统来看待，而不仅仅是切削刀具相对于坯料的运动。

　　CAM 供应商达到这一目的的最简单方法就是开发一种着眼于内部刀具路径定义的软件，就像用于基本刀具路径验证的软件一样，然后该软件会将其转换为一种通用运动输出形式。这种运动与3D CAD各个轴相连接。该方法的优点是它非常简单易用，最重要的是它具有相对的通用性。在软件发展的这一阶段，运动定义相对独立于最终的目标机床和控制器的造型和模型。在这种情况下，大多数CAM供应商都采用一个通用的第三方插件应用程序，将其用于3D运动学和运动显示，创建机床仿真解决方案。

　　后处理器

　　人们显然低估了后处理器的地位，它并不是整个计算机数控(CNC)系统中微不足道的一部分。在大多数情况下，大多数后处理器向机床控制器传输数据的惟一方法是采用众人皆知的“G代码和M代码”。这些代码是一组标准化的代码，在某个层次上是通用的。但是与所有标准一样，每个控制器制造商和机床车间都用很多不同的方法来延伸和解释这些代码。由于在大多数情况下控制器只拥有这些代码以及与这些代码相关的数值，因此解释这些代码的确切方法就至关重要。

　　问题的关键是，如果仿真系统要正确并完整地对机床运动进行仿真，则仿真系统需要读取后处理器的输出即被发送到控制器的数据。为此，仿真系统需要一个软件组件，该软件组件比基于内部刀具路径的仿真驱动程序要先进一倍。