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随着制造技术的不断提高，数控仿真技术逐渐成为一个必要的技术。利用机床模拟仿真，可以消除程序之中的错误，如切伤工件、损害夹具、折断刀具或碰撞机床。通过机床模拟仿真可以减少实际切削验证，减少废品和重复工作，从而大幅度提高加工效率、改善加工质量、降低生产成本。这一技术对现代制造业的发展具有重要的意义。
一、SolidCAM机床模拟界面
SolidCAM这一软件自带有机床模拟这一功能，很多人在使用SolidCAM的机床模拟时感觉到这一功能比较一般，在使用这一功能进行模拟时，感觉到这一功能和其他的模拟没什么两样，甚至还不如其他方式的模拟效果。其实SolidCAM中的机床模拟我们很多功能都没有使用到。
SolidCAM机床模拟主要解决两个问题：①验证数控程序是否正确，减少零件加工的风险，增加程序的可行度；②模拟数控机床的实际运动，检查潜在的碰撞错误，降低机床碰撞的风险。当用户打开SolidCAM的机床模拟功能时，会看到如图1所示界面。
二、机床模拟工具条
图1所示工具条中从左向右，从上向下分别是：控制、设置、仿真模式、对焦、视图、可视性、刀路显示和确认工具条。每一工具条都其自己的功能。其中，设置工具条这三个图标中：第一个是将此机床模拟文件生成一个执行程序，用户可以在其他电脑上面打开此程序，以便对此零件进行机床仿真模拟；第二个是关于快捷键的图标，用户可以单击其对快捷键进行修改；第三个是机床模拟的属性，单击这一图标后，系统会出现机床模拟的属性窗口，如图2所示。此对话窗口下，用户可以对模拟过程、模拟图像和背景、刀路的属性进行编辑。也可以在此选择机床碰撞、轴范围限制和模拟过程的主要参数。
机床模拟的仿真模式有两种：刀路模式和材料模式。当用户选定刀路模式的时候，用户可以在模拟时查看仿真刀路；当选用材料模式的时候，则可以在仿真的时候查看材料的铣削效果。当然，这也不是绝对的，用户也可以通过可视性和刀路显示来对机床模拟时的刀路和材料显示进行互补。在可视性的工具条下，用户可以对机床、原始胚料、加工残料、零件形状、刀具和刀路进行显示、透明和隐藏等设定。有必要提醒一点：有时用户点击显示加工的原始胚料时，软件并没有将其显示出来，这是因为没有在CAM设置里面将其选中。这时，用户就必须先退出机床模拟，在主界面上的SolidCAM下拉菜单中找到“CAM设置”菜单，单击其进入“CAM设置管理器”：在这一管理器中找到“机床模拟”选项，在该项中的“实体验证”选项框中选中“支持实体验证方式”复选框，如图3所示。将此项开启之后，再进入机床模拟窗口，点击显示原始胚料，用户就可以看到这一胚料已经显示出来。与此相同，用户还可以设定机床模拟碰撞的相关参数。
工具条中还有许多齐全的功能，使用起来都比较简单，在此不一一赘述。
三、控制窗口
1.Report
在机床仿真的过程中，可能会发生许许多多的事故，比如碰撞，但是这些碰撞单靠我们肉眼是看不到的，SolidCAM机床模拟有检测产生碰撞的功能：当机床在进行模拟时，软件对这一刀路程序中的每一行G代码进行跟踪检测，如果检测到这一行G代码有问题，就将会把这一行G代码和相关的问题在控制窗口中显示出来。用户可以点击这一行代码，窗口会自动将模拟跳转到这一段程序的状态中来，帮助用户对其进行检查。如图4所示。
如图4所示的机床模拟报告，只是机床模拟控制窗口中的一项功能，在这里，用户可以检测到非常微小的碰撞——用户设定的“最小值”以内的碰撞系统都会检测到。这里所谓“最小值”指图3中的“两运动间碰撞控制”后面的参数。其中，碰撞可以是刀具的非铣削部位与材料发生碰撞、刀具快速移动时发生的碰撞、刀具与机床发生碰撞、刀套与零件机床发生碰撞等。有些地方不单单是一行G代码程序出现了碰撞，而是几段G代码都发生了碰撞，这时系统会将这一段G代码总和起来，放到一起来进行显示，当用户把鼠标移到相应位置，系统会提示碰撞的类型。
SolidCAM机床模拟的控制窗口中有许多项目，用户可以在菜单栏“Setting”的“Toolbar”选项中单击“显示”和“隐藏”。控制包括Report、CutSim、Analysis、Measure、Move List、Axis Control、statistics、Machine和Simulation这几个窗口。这些控制窗口都有其非常实际的用处。上面已经介绍了“Report”这一功能了。下面再给大家一一介绍其他几项功能。
2.CutSim
这是关于刀具铣削材料和碰撞检查的设定。在这一窗口中，用户可以设定刀具在铣削中发生铣削或碰撞的项目，这些项目包括刀刃、刀轴、心轴和刀柄与铣削材料所发生的铣削和碰撞。其中，刀刃是在快速移动的情况下所发生的碰撞。当用户选中“none”时，在模拟的过程中如果发生碰撞，这一部分既不会被铣削掉，也不会发生碰撞的报告；当选择“Cut”时，发生碰撞的这一部分将会被铣削掉，而不会产生碰撞报告；当选择“Cut and Collision Check”一项时，发生碰撞的这一部分将会被铣削掉，而且在报告中可以找到发生碰撞的报告。其中，“Accuracy”是指刀具铣削的精度设置，“Data modal”一般都选用“Automatic”。在这一窗口中（图5），用户还可以将胚料保存为STL文档。
3.Analysis
SolidCAM的机床模拟中有两个Analysis的控制窗口，如图6和图7所示。
第一个Analysis 窗口主要注重于在铣削过程中被铣削的体的分析， 这样的分析包括： Tool
number、Operation number、Deviation、Height change、Orientationchange、Tool path length和Mark parks。其中“Deviation”是指在图中显示材料被铣削后的残余材料，选用这一分析时，用户可以非常系统地观察到铣削后有没有发生过切或者说切不够现象；选中“Height change”时，软件会自动分析在铣削过程中刀具离零件加工表面距离；使用“Orientation change”时，软件会将刀具在图9 Statistics 控制窗口铣削过程中的方向变化都展示出来；“Tool path length”项是测量刀路的长度说明。一般通过这样的图表，我们可以知道刀路产生的先后顺序。 在点击相应的图标时，有时候系统并不能立刻展示出分析的结果，这时，用户就要点击控制窗口中的“Refresh”图标，这一图标右边的图标是检测最小最大值， 是显示与隐藏图形的轮廓，这几个功能都比较实用。
第二个Analysis控制窗口则主要注重于在铣削过程中的刀路分析，这样的分析包括：InitialToolpath、Tool number、Operation number、Sequence、A Axis Value Scale、C Axis Value Scale、A AxisReversal、C Axis Reversal、A Axis Value change、C Axis Value change、Linear Axis Reversal、Orientation Change、Segment length、Collision、Feed Rate、Height Change、Axis Pole和Tool Axischange。其中有比较多的项目跟上面一个控制窗口有重复，故在此不重提，现在只说上面没有的一些功能。
（1）Sequence是上面Tool path length的一个简化版，只有刀路先后顺序，没能显示出刀路的长度。
（2）A Axis Value Scale和C Axis Value Scale则用以分别展示A轴和C轴在铣削过程中的方向变化，上面的每一图标都展示一个角度范围。
（3）A Axis Reversal和C Axis Reversal是在模拟的过程中，当A轴的运动方向或者C轴的运动方向发生变化时，模拟窗口会将此变化展示出来，里面有三个图标，分别表示正转时的颜色（Positive）、反转时的颜色（Negative）、方向发生变化时的颜色（Reversal）。
（4）A Axis Value change和C Axis Value change是在刀路上显示出A轴变量值和C轴变量值所发生的变化，这些变化都是由颜色的不同来代表。
（5）Linear Axis Reversal是指X轴、Y轴和Z轴的方向变化。
（6）Segment length是指分割刀路的长度。
（7）Collisions是在模拟的过程中查看刀具到底有没有发生碰撞，如果发生碰撞则将碰撞显示出来。
（8）Feed Rate是区分机床的普通进给运动和快速进给运动这两种刀路的一种方式。
（9）Height Change 可以形象地将Height分成plunge、down、horizontal、up和retract几部分。
（10）Axis Pole主要是确定在某一刀路上，两个旋转轴是否在同一直线上，两旋转轴如果越接近同一直线，刀路的颜色就会越靠近红色，这主要针对比较复杂的多轴零件的加工。
（11）Tool Axischange是用来表示刀具在铣削的过程中旋转轴旋转的速度，这一项主要用来检测机床的旋转有没有超出机床的范围。这五个图标从左到右分别是：刷新、增加一个变化项、减少一个变化项目、调整变量范围和自动调整边量。
4.Machine
机床模拟中，机床的各部件都在这一窗口里面，用户可以对各机床部件进行显示、隐藏和透明的操作，当然，如果用户需要新增机床或者对机床进行编辑，也是在此控制窗口里面进行的操作，限于篇幅，在此不做阐述。在此用户可以查看机床各部件的详细参数，如图8所示。
5.Statistics
这一控制窗口主要是显示与此零件加工相关的各种参数。比如：进给速度、刀具位置、刀具号码、加工所需时间、加工刀路长度和快速进给长度等。需要的话，用户也可以打开这一窗口对数据进行查找（图9）。
6.Simulation
这一窗口主要控制自动停止机床仿真的时间。这里有许多选项，如：换刀时停止仿真、没有加工工程结束后停止仿真、在某一XYZ点停止仿真和当XYZ变化多少时停止仿真。这一控制窗口如图10所示。
7.Move List
Move List控制窗口上主要显示两个内容：一是显示加工这零件的加工工程，另一个是显示与G代码类似的刀路点坐标。当进行机床模拟时，加工工程会自动指到正在进行的加工工程；下面也会自动指到刚刚模拟到的点。当在机床模拟的过程中发生碰撞时，在POS栏下面的点上会出现图标；如果模拟到此时超出了机床的运行范围，在这里会出现图标。虽然表里面所生成的不是G代码，但是跟G代码具有相类似的效果。此控制窗口如图11所示。
8.Axis Control
当用户在软件检查到某一个地方发生碰撞时，往往很想看到碰撞发生的位置，但如果碰撞的位置发生在隐藏的部分，就需要使用Axis Control这一控制窗口来查看：这个控制窗口可以调整每一个轴的位置，如果发生碰撞，用户就可以使用这一功能来移开刀具对碰撞部位进行检查。这一窗口有每一轴的范围，在移动或旋转轴的时候，肯定不会超过这一范围。这一控制窗口如图12所示。
SolidCAM的机床模拟还可以全屏显示，具体地：在机床模拟窗口下的“View”下拉菜单中选中“Full Screen”这一选项。
SolidCAM机床模拟的相关功能到此已经介绍得差不多了，其实这一模拟方式在使用起来是非常简单，刚刚接触的时候可能并不是很熟悉，使用过一段时间之后会熟练起来。
一、SolidCAM机床模拟界面
SolidCAM这一软件自带有机床模拟这一功能，很多人在使用SolidCAM的机床模拟时感觉到这一功能比较一般，在使用这一功能进行模拟时，感觉到这一功能和其他的模拟没什么两样，甚至还不如其他方式的模拟效果。其实SolidCAM中的机床模拟我们很多功能都没有使用到。
SolidCAM机床模拟主要解决两个问题：①验证数控程序是否正确，减少零件加工的风险，增加程序的可行度；②模拟数控机床的实际运动，检查潜在的碰撞错误，降低机床碰撞的风险。当用户打开SolidCAM的机床模拟功能时，会看到如图1所示界面。
二、机床模拟工具条
图1所示工具条中从左向右，从上向下分别是：控制、设置、仿真模式、对焦、视图、可视性、刀路显示和确认工具条。每一工具条都其自己的功能。其中，设置工具条这三个图标中：第一个是将此机床模拟文件生成一个执行程序，用户可以在其他电脑上面打开此程序，以便对此零件进行机床仿真模拟；第二个是关于快捷键的图标，用户可以单击其对快捷键进行修改；第三个是机床模拟的属性，单击这一图标后，系统会出现机床模拟的属性窗口，如图2所示。此对话窗口下，用户可以对模拟过程、模拟图像和背景、刀路的属性进行编辑。也可以在此选择机床碰撞、轴范围限制和模拟过程的主要参数。
机床模拟的仿真模式有两种：刀路模式和材料模式。当用户选定刀路模式的时候，用户可以在模拟时查看仿真刀路；当选用材料模式的时候，则可以在仿真的时候查看材料的铣削效果。当然，这也不是绝对的，用户也可以通过可视性和刀路显示来对机床模拟时的刀路和材料显示进行互补。在可视性的工具条下，用户可以对机床、原始胚料、加工残料、零件形状、刀具和刀路进行显示、透明和隐藏等设定。有必要提醒一点：有时用户点击显示加工的原始胚料时，软件并没有将其显示出来，这是因为没有在CAM设置里面将其选中。这时，用户就必须先退出机床模拟，在主界面上的SolidCAM下拉菜单中找到“CAM设置”菜单，单击其进入“CAM设置管理器”：在这一管理器中找到“机床模拟”选项，在该项中的“实体验证”选项框中选中“支持实体验证方式”复选框，如图3所示。将此项开启之后，再进入机床模拟窗口，点击显示原始胚料，用户就可以看到这一胚料已经显示出来。与此相同，用户还可以设定机床模拟碰撞的相关参数。
工具条中还有许多齐全的功能，使用起来都比较简单，在此不一一赘述。
三、控制窗口
1.Report
在机床仿真的过程中，可能会发生许许多多的事故，比如碰撞，但是这些碰撞单靠我们肉眼是看不到的，SolidCAM机床模拟有检测产生碰撞的功能：当机床在进行模拟时，软件对这一刀路程序中的每一行G代码进行跟踪检测，如果检测到这一行G代码有问题，就将会把这一行G代码和相关的问题在控制窗口中显示出来。用户可以点击这一行代码，窗口会自动将模拟跳转到这一段程序的状态中来，帮助用户对其进行检查。如图4所示。
如图4所示的机床模拟报告，只是机床模拟控制窗口中的一项功能，在这里，用户可以检测到非常微小的碰撞——用户设定的“最小值”以内的碰撞系统都会检测到。这里所谓“最小值”指图3中的“两运动间碰撞控制”后面的参数。其中，碰撞可以是刀具的非铣削部位与材料发生碰撞、刀具快速移动时发生的碰撞、刀具与机床发生碰撞、刀套与零件机床发生碰撞等。有些地方不单单是一行G代码程序出现了碰撞，而是几段G代码都发生了碰撞，这时系统会将这一段G代码总和起来，放到一起来进行显示，当用户把鼠标移到相应位置，系统会提示碰撞的类型。
SolidCAM机床模拟的控制窗口中有许多项目，用户可以在菜单栏“Setting”的“Toolbar”选项中单击“显示”和“隐藏”。控制包括Report、CutSim、Analysis、Measure、Move List、Axis Control、statistics、Machine和Simulation这几个窗口。这些控制窗口都有其非常实际的用处。上面已经介绍了“Report”这一功能了。下面再给大家一一介绍其他几项功能。
2.CutSim
这是关于刀具铣削材料和碰撞检查的设定。在这一窗口中，用户可以设定刀具在铣削中发生铣削或碰撞的项目，这些项目包括刀刃、刀轴、心轴和刀柄与铣削材料所发生的铣削和碰撞。其中，刀刃是在快速移动的情况下所发生的碰撞。当用户选中“none”时，在模拟的过程中如果发生碰撞，这一部分既不会被铣削掉，也不会发生碰撞的报告；当选择“Cut”时，发生碰撞的这一部分将会被铣削掉，而不会产生碰撞报告；当选择“Cut and Collision Check”一项时，发生碰撞的这一部分将会被铣削掉，而且在报告中可以找到发生碰撞的报告。其中，“Accuracy”是指刀具铣削的精度设置，“Data modal”一般都选用“Automatic”。在这一窗口中（图5），用户还可以将胚料保存为STL文档。
3.Analysis
SolidCAM的机床模拟中有两个Analysis的控制窗口，如图6和图7所示。
第一个Analysis 窗口主要注重于在铣削过程中被铣削的体的分析， 这样的分析包括： Tool
number、Operation number、Deviation、Height change、Orientationchange、Tool path length和Mark parks。其中“Deviation”是指在图中显示材料被铣削后的残余材料，选用这一分析时，用户可以非常系统地观察到铣削后有没有发生过切或者说切不够现象；选中“Height change”时，软件会自动分析在铣削过程中刀具离零件加工表面距离；使用“Orientation change”时，软件会将刀具在图9 Statistics 控制窗口铣削过程中的方向变化都展示出来；“Tool path length”项是测量刀路的长度说明。一般通过这样的图表，我们可以知道刀路产生的先后顺序。 在点击相应的图标时，有时候系统并不能立刻展示出分析的结果，这时，用户就要点击控制窗口中的“Refresh”图标，这一图标右边的图标是检测最小最大值， 是显示与隐藏图形的轮廓，这几个功能都比较实用。
第二个Analysis控制窗口则主要注重于在铣削过程中的刀路分析，这样的分析包括：InitialToolpath、Tool number、Operation number、Sequence、A Axis Value Scale、C Axis Value Scale、A AxisReversal、C Axis Reversal、A Axis Value change、C Axis Value change、Linear Axis Reversal、Orientation Change、Segment length、Collision、Feed Rate、Height Change、Axis Pole和Tool Axischange。其中有比较多的项目跟上面一个控制窗口有重复，故在此不重提，现在只说上面没有的一些功能。
（1）Sequence是上面Tool path length的一个简化版，只有刀路先后顺序，没能显示出刀路的长度。
（2）A Axis Value Scale和C Axis Value Scale则用以分别展示A轴和C轴在铣削过程中的方向变化，上面的每一图标都展示一个角度范围。
（3）A Axis Reversal和C Axis Reversal是在模拟的过程中，当A轴的运动方向或者C轴的运动方向发生变化时，模拟窗口会将此变化展示出来，里面有三个图标，分别表示正转时的颜色（Positive）、反转时的颜色（Negative）、方向发生变化时的颜色（Reversal）。
（4）A Axis Value change和C Axis Value change是在刀路上显示出A轴变量值和C轴变量值所发生的变化，这些变化都是由颜色的不同来代表。
（5）Linear Axis Reversal是指X轴、Y轴和Z轴的方向变化。
（6）Segment length是指分割刀路的长度。
（7）Collisions是在模拟的过程中查看刀具到底有没有发生碰撞，如果发生碰撞则将碰撞显示出来。
（8）Feed Rate是区分机床的普通进给运动和快速进给运动这两种刀路的一种方式。
（9）Height Change 可以形象地将Height分成plunge、down、horizontal、up和retract几部分。
（10）Axis Pole主要是确定在某一刀路上，两个旋转轴是否在同一直线上，两旋转轴如果越接近同一直线，刀路的颜色就会越靠近红色，这主要针对比较复杂的多轴零件的加工。
（11）Tool Axischange是用来表示刀具在铣削的过程中旋转轴旋转的速度，这一项主要用来检测机床的旋转有没有超出机床的范围。这五个图标从左到右分别是：刷新、增加一个变化项、减少一个变化项目、调整变量范围和自动调整边量。
4.Machine
机床模拟中，机床的各部件都在这一窗口里面，用户可以对各机床部件进行显示、隐藏和透明的操作，当然，如果用户需要新增机床或者对机床进行编辑，也是在此控制窗口里面进行的操作，限于篇幅，在此不做阐述。在此用户可以查看机床各部件的详细参数，如图8所示。
5.Statistics
这一控制窗口主要是显示与此零件加工相关的各种参数。比如：进给速度、刀具位置、刀具号码、加工所需时间、加工刀路长度和快速进给长度等。需要的话，用户也可以打开这一窗口对数据进行查找（图9）。
6.Simulation
这一窗口主要控制自动停止机床仿真的时间。这里有许多选项，如：换刀时停止仿真、没有加工工程结束后停止仿真、在某一XYZ点停止仿真和当XYZ变化多少时停止仿真。这一控制窗口如图10所示。
7.Move List
Move List控制窗口上主要显示两个内容：一是显示加工这零件的加工工程，另一个是显示与G代码类似的刀路点坐标。当进行机床模拟时，加工工程会自动指到正在进行的加工工程；下面也会自动指到刚刚模拟到的点。当在机床模拟的过程中发生碰撞时，在POS栏下面的点上会出现图标；如果模拟到此时超出了机床的运行范围，在这里会出现图标。虽然表里面所生成的不是G代码，但是跟G代码具有相类似的效果。此控制窗口如图11所示。
8.Axis Control
当用户在软件检查到某一个地方发生碰撞时，往往很想看到碰撞发生的位置，但如果碰撞的位置发生在隐藏的部分，就需要使用Axis Control这一控制窗口来查看：这个控制窗口可以调整每一个轴的位置，如果发生碰撞，用户就可以使用这一功能来移开刀具对碰撞部位进行检查。这一窗口有每一轴的范围，在移动或旋转轴的时候，肯定不会超过这一范围。这一控制窗口如图12所示。
SolidCAM的机床模拟还可以全屏显示，具体地：在机床模拟窗口下的“View”下拉菜单中选中“Full Screen”这一选项。
SolidCAM机床模拟的相关功能到此已经介绍得差不多了，其实这一模拟方式在使用起来是非常简单，刚刚接触的时候可能并不是很熟悉，使用过一段时间之后会熟练起来。