CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應用研究

李芹

摘 要：為了促進我國現(xiàn)代制造業(yè)的健康發(fā)展，特別是進一步促進我國數(shù)控加工技術水平的提高，本文專門探討了CAXA制造工程師在數(shù)控加工中應用問題；在概述CAXA制造工程師軟件及其功能特點等內容基礎上，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(shù)控加工中的應用。

關鍵詞：CAXA 制造工程師 數(shù)控加工 應用

中圖分類號：TG68 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（a）-0001-02

在現(xiàn)代科學技術進步因素的影響下，我國制造業(yè)生產(chǎn)水平有了明顯、大幅度提升，尤以數(shù)控加工技術在現(xiàn)代制造業(yè)領域的應用為代表，實現(xiàn)了我國現(xiàn)代制造業(yè)的飛躍性發(fā)展；這也由此奠定了數(shù)控加工技術在制造業(yè)領域的地位，深入研究、改進數(shù)控加工技術成為提升現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)水平的重要切入點與有力措施，也因此成為一個極具研究價值的課題；但是數(shù)控加工技術水平的提高也不是一蹴而就的，其亦是在一系列新技術、新軟件的開發(fā)與應用基礎上逐步得到提高。鑒于數(shù)控加工技術改進、應用對促進現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要作用，筆者結合工作實際，以CAXA制造工程師軟件為切入點，深入探討了CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應用問題，在概述CAXA制造工程師軟件及其功能特點等內容基礎上，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(shù)控加工中的應用。

1 CAXA制造工程師軟件概述

1.1 CAXA制造工程師軟件簡介

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、專門面向數(shù)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計算機軟件進行產(chǎn)品設計的過程，主要包括對產(chǎn)品的造型設計、工藝規(guī)程設計、結構分析和有限元分析等環(huán)節(jié)，具體應用于機械、電子、汽車、建筑、航空航天等領域；計算機輔助設計大大縮短了產(chǎn)品設計周期，提高了產(chǎn)品設計質量及整體設計效果。計算機輔助制造（CAM）是指提前應用相關計算機軟件來模擬、分析產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程，起到指導、改進實際產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程的作用，最典型的應用就是數(shù)控機床；數(shù)控機床最主要的特征就是由專業(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。隨著各種功能數(shù)控機床的應用， “加工中心”概念應運而生，其除實現(xiàn)對具體產(chǎn)品的生產(chǎn)加工外，亦能實現(xiàn)對數(shù)控機床的控制，比如從刀庫中自動換刀及自動轉換等。

1.2 CAXA制造工程師功能特點

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，特別是其對現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展及數(shù)控機床應用要求的高度契合；具體表現(xiàn)為以下兩點：第一，與現(xiàn)代制造業(yè)產(chǎn)品曲面要求的完美契合。主要體現(xiàn)為方便的特征實體造型設計支持、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便性，我們甚至可以說CAXA制造工程師軟件就是為現(xiàn)代制造業(yè)專門設計開發(fā)的。第二，與數(shù)控加工要求的高度完善契合。CAXA制造工程師軟件支持數(shù)控加工應用方面的功能特點更加明顯，不僅能滿足兩軸到三軸的數(shù)控加工功能需求，還能滿足四軸到五軸的數(shù)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(shù)控加工，特別是高速數(shù)控加工要求的參數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理，以及高速數(shù)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。

2 CAXA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與用戶的交流互動，是軟件與用戶最重要的交流互動渠道，要求其不僅能較好地呈現(xiàn)軟件的功能，亦要求較好地支持用戶的判斷和操作?？傮w而言，CAXA制造工程師軟件界面風格與Windows操作系統(tǒng)界面風格類似，都是借助于內部菜單和相關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CAXA制造工程師軟件在數(shù)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(qū)及其功能分析

一般設計類軟件都有自己專門的繪圖區(qū)，所謂繪圖區(qū)是指一塊專門用業(yè)供用記進行繪圖操作的區(qū)域；繪圖區(qū)可以說是CAXA制造工程師軟件最重要的工作區(qū)域，用戶最主要的、與設計相關的工作流程都是在繪圖區(qū)內完成的；具體而言，CAXA制造工程軟件繪圖區(qū)主要用來完成用戶對產(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軟件中應用，其在一般應用類軟件中亦使用，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用來完成以下功能，具體有對文件、顯示等細節(jié)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，其可以理解為用來執(zhí)行一些具體操作的菜單、工具或者說命令；立即菜單功能具有明顯的即時性，其在使用的一刻即表示某項功能的實現(xiàn)與完成，用戶會立刻查看到所實現(xiàn)的功能效果。以用戶進行工作繪圖為例，如果用戶的繪圖或者參數(shù)修改操作在沒有錯誤的情況下，會立即看到操作所帶來的效果；這就是產(chǎn)品設計領域所說的“所見即所得”。

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的操作應用形式，軟件會根據(jù)鼠標所在位置的不同彈出各種可能操作的快捷菜單來供用戶選擇使用，用戶可以根據(jù)快捷菜單的提示使用相應功能，而不需要專門去找到該功能來應用，快捷菜單的設計與應用極大地提高了用戶的工作效率?？旖莶藛蔚膽煤芎玫伢w現(xiàn)了軟件功能的人性化與智能化。

3 CAXA制造工程師在數(shù)控加工中的應用研究

3.1 應用前的準備工作

數(shù)控加工在正式應用CAXA制造工程師前需要做好相關準備工作，其中最主要的就是要根據(jù)相關產(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，確定操作技術是否符合規(guī)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，確定相關加工工藝參數(shù)；第五，對加工工可以說順序進行調整等；最終形成一個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。在實際繪制過程中，可以同時采用二維平面圖與三維實體模型兩種方式，即將二維平面圖中的相關線利用軟件的曲線投影功能引入到三維實體模型中，從而實現(xiàn)二維平面圖與三維立體圖數(shù)據(jù)的交換共享，這將會大大提高產(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(shù)控加工中應用的最主要內容，是后續(xù)利用數(shù)控機床成功完成產(chǎn)品加工的關鍵。

3.3 生成加工輪廓軌跡

這里的加工輪廓軌跡，確切來說就是利用數(shù)控機床加工產(chǎn)品時所用刀具的運行軌跡；加工刀具運行軌跡設計科學、準確與否，直接影響到是否能利用數(shù)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，將會直接導致產(chǎn)品加工失敗。要求用戶能夠根據(jù)產(chǎn)品的形狀特點、加工工藝規(guī)程等靈活運用CAXA制造工程師中的平面區(qū)域粗加工、平面輪廓精加工、輪廓線精加工、等高線粗加工、參數(shù)線精加工、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性、準確性，我們可以利用CAXA制造工程師軟件來進行仿真分析；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狀態(tài)，來模擬實際切削過程，以此來確定刀具運行軌跡及相關材料運作過程是否存在錯誤，這就需要設計人員嚴格檢驗與刀具相關的設計細節(jié)，并且通過一些技術、手段進行優(yōu)化，切實保證設計的精確性，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)過后置處理后，根據(jù)加工中心機床系統(tǒng)的不同、操作者要求不同、需要的格式不同等特點進行參數(shù)修改，修改后一定要保存相關設置，最終生成合適數(shù)控加工系統(tǒng)的代碼指令程序，我們稱其為G代碼。在成功生成G代碼程序，就可以通過運行G代碼來控制數(shù)控機床進行產(chǎn)品加工操作；G代碼是可以反復使用的，從而實現(xiàn)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(shù)控機床能依據(jù)G代碼指令工作，還需要我們使用專門的傳輸軟件傳輸給數(shù)控機床，比較有代表性的G代碼傳輸軟如CAXADNC和華中數(shù)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?shù)綌?shù)控機床中，全部G代碼程序將被保存于機床中；而在線傳輸指的考慮到G代碼程序長且占用內存大，數(shù)控機床內存無法一次容納全部程序，故采用在線傳輸方式，即邊加工邊傳輸。

4 結語

數(shù)控加工技術在我國現(xiàn)代制造業(yè)領域的應用，極大地提高了我國現(xiàn)代制造業(yè)的生產(chǎn)水平，實現(xiàn)了我國現(xiàn)代制造業(yè)的飛躍性發(fā)展；而CAXA制造工程師軟件在數(shù)控加工中的應用極大地提高了數(shù)控加工的技術水平與生產(chǎn)效率，對我國現(xiàn)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(shù)控加工中的應用已進入成熟時期，但仍然需要我們予以充分關注及深入研究，促進其在數(shù)控加工中的科學應用，促進我國現(xiàn)代制造業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻

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