开放式参数化零件模型直接驱动的数控加工系统.pdf

开放式参数化零件模型直接驱动的数控加工系统是一项重要的技术创新，它与传统数控加工系统相比，解决了许多限制现代化生产的问题。通过计算机数控技术的发展，数控机床已经从硬连接数控逐步演变为今天的计算机数控技术，但是目前的CNC数控机床仍然依赖于G&M代码（ISO 6983）作为输入控制代码。G&M代码最初设计用于通过纸带输入机床控制器，仅包含运动和开关控制信息，而不包含零件几何信息。随着全参数化造型曲面在工业设计中的普及以及CAD/CAM软件功能的日益复杂，传统数控加工技术在加工日益复杂化零件几何模型方面变得越来越困难。 G&M代码存在多个问题，包括系统之间的不兼容、编程及操作困难以及智能化程度低等，这些限制了现代化生产及数控技术的发展。传统数控程序由于只面向运动和开关控制，严重限制了CNC系统的开放性和智能化发展，同时也使得CNC与CAX技术之间形成了瓶颈，严重阻碍了机械制造业的进一步发展。 为了解决这些问题，从20世纪80年代末期开始，学术界和工业界开始研究开放式数控加工系统，致力于创建一个开放式数控加工平台的工业标准。研究机构和大学提出了各自的解决方案，它们的共同核心是建立在开放的PC机硬件平台上，使用通用的商业化操作系统作为软件开发平台。这些方案虽然部分解决了传统数控加工中的瓶颈问题，但仍然依赖后处理器将零件的参数化几何信息转化为机床控制器可理解的控制代码。 本系统提出的解决方案是将数控加工系统与CAD/CAM系统无缝连接，从而避免了通过后处理器将参数化几何信息转化成G&M加工代码的步骤。通过这种方式，克服了许多传统数控系统的缺点，提高了数控加工的效率和质量，为数控技术的智能化和自动化开辟了新路径。 在当前背景下，这项研究的原理、方法、应用和应用前景都得到了深入的阐述。在讨论了传统数控系统和开放式数控系统各自的优缺点之后，提出了一个创新性的解决方案，即基于参数化CAD模型直接驱动数控加工系统。这样的系统可以直接接收CAD模型中的参数化信息，无需再通过后处理器转换成G&M代码，极大地提高了数控机床的加工效率和加工质量。 在这一系统中，数控加工技术与CAD/CAM技术的无缝集成，实现了从设计到加工的直接转换，减少了中间环节，提高了加工精度和灵活性。这对于缩短产品开发周期、提升产品制造能力和降低成本都具有重要意义。随着制造业技术的不断发展，开放式参数化零件模型直接驱动的数控加工系统具有广阔的应用前景，有望在汽车、航空、模具制造等多个领域发挥重要作用，推动整个机械制造业向更加智能化和自动化方向发展。