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数控加工仿真是CAD/CAM领域的关键技术之一。数控加工刀具轨迹仿真和脱离加工环境的动态实体仿真是目前常用的仿真校验模式,这些方法虽可检查出过切、欠切和走刀错误,但无法检查出机床-刀具-工件-夹具之间是否存在干涉。另外,现有CAM系统的后置处理器处理后的NC代码往往不能直接使用,需要手动进行局部修改,方可满足特定数控系统,从而降低了工作效率。 本文针对上述两类问题,通过对UG软件所具有的CAD/CAM功能进行了二次开发,提出了创建虚拟机床库、机床夹具标准件库和虚拟机床加工环境的方法与步骤:建立了数控铣床夹具标准件库,并在深入研究机床运动模型和虚拟机床驱动器的原理和功能的基础上,创建了三坐标虚拟数控铣床;在此基础上,建立了完整的数控铣床的虚拟加工环境模型,为进行加工过程的三维可视化动态仿真奠定了基础。 为了简单快捷地进行刀位文件的后置处理,本文还对刀位文件后置处理过程、五轴机床刀轴矢量和转角处理算法进行了深入研究,采用逐行解释法,开发了与UG系统集成的华中数控系统HNC-21M专用后置处理器,利用该处理器实现了将校验后的刀位文件处理成不经任何修改即可直接使用的数控加工代码,可有效缩短程序准备时间。 在以上工作的基础上,以一型腔铣削零件为加工对象,在数控铣床虚拟加工环境下进行了铣削过程的三维可视化动态仿真,对干涉校验后的刀位文件进行处理,生成了可直接使用的数控加工代码。结果表明,在虚拟机床加工环境下通过铣削过程的三维可视化动态仿真,可有效地解决机床-刀具-工件-夹具之间的干涉检查问题,同时也验证了本文所开发的专用后置处理器的正确性。