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目 錄 實(shí)驗(yàn)一 零件的三維建模實(shí)驗(yàn)…………………………………………………………………………2 實(shí)驗(yàn)二 從零件的CAD數(shù)據(jù)模型自動(dòng)生成數(shù)控加工代碼和加工仿真實(shí)驗(yàn)………………………7 實(shí)驗(yàn)三 集成化CAD/CAPP系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)………………………………………………………………16 實(shí)驗(yàn)一 零件三維建模實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、 了解特征設(shè)計(jì)在CAD/CAM集成中的意義； 2、 熟悉特征的種類的劃分及特征拼合的基本方法，了解參數(shù)化設(shè)計(jì)方法。 3、 了解各種計(jì)算機(jī)繪圖軟件的同時(shí)，掌握計(jì)算機(jī)繪圖的系統(tǒng)知識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立上機(jī)繪制二維、三維圖形的能力， 二、實(shí)驗(yàn)原理 圖形是人類傳遞信息的一種方法，從二維平面圖到三維立體圖，人類經(jīng)常要繪制各式各樣的圖紙。零件特征是零件們某一部分形狀和屬性的信息集合，如孔、槽臺(tái)和基準(zhǔn)等，一方面它能方便地描述零件的幾何形狀；另一方面，它能為加工、分析及其它工程應(yīng)用提供必要和充分的信息?；谔卣鞯脑O(shè)計(jì)是CAD技術(shù)的發(fā)展，它克服了傳統(tǒng)CAD的缺陷。傳統(tǒng)CAD只能表達(dá)底層的零件幾何定義信息，如線架、邊界表示（B-rep）和實(shí)體結(jié)構(gòu)幾何（CSG）的信息，點(diǎn)、線、面、體等，無(wú)法表達(dá)高層語(yǔ)義和功能信息，也不能對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的外形進(jìn)行抽象描述，更無(wú)法表達(dá)產(chǎn)品非幾何信息，如工藝信息（公差 裝配等）、精度信息、材料信息、功能信息等。特征是完整描述產(chǎn)品信息的方法，也是系統(tǒng)的靈活性和產(chǎn)品間數(shù)據(jù)交換的實(shí)現(xiàn)途徑，特征已成為設(shè)計(jì)、制造、分析等各種應(yīng)用之間傳遞信息的媒體。 特征設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)階段捕捉除幾何信息以外的設(shè)計(jì)與加工信息，從而避免了特征提取與識(shí)別。基于特征的設(shè)計(jì)系統(tǒng)使用參數(shù)化特征，并通過(guò)各類屬性來(lái)描述零件的幾何形狀以及它們之間的功能關(guān)系，系統(tǒng)通常提供特征庫(kù)，通過(guò)布爾運(yùn)算等操作來(lái)生成零件的特征表示，但特征是孤立的信息，只有約束才能把它串聯(lián)起來(lái)，形成產(chǎn)品。因而把約束定義為產(chǎn)品生命周期內(nèi)各環(huán)節(jié)對(duì)產(chǎn)品模型的類型、屬性、語(yǔ)義和行為的限制，它是維持產(chǎn)品模型有效性的手段，它決定著產(chǎn)品的有效性和可實(shí)現(xiàn)性，具有一定的定義、識(shí)別、分類。 特征的分類方法很多，其嚴(yán)格依賴于特征定義，兼顧抽象、語(yǔ)義和形狀因素。形狀特征的分類具有嚴(yán)格的教學(xué)形式，并符合已有實(shí)踐和認(rèn)識(shí)，對(duì)于特征庫(kù)的建立，具有指導(dǎo)意義。從應(yīng)用觀點(diǎn)出發(fā)，特征分類有： 1、 按對(duì)待特征技術(shù)的研究劃分：特征識(shí)別、特征造型、特征映射。 2、 按產(chǎn)品設(shè)計(jì)—制造過(guò)程劃分：設(shè)計(jì)特征、分析特征、公差特征、制造特征、檢驗(yàn)特征、機(jī)器特征等。 3、 按特征性質(zhì)：形狀特征、精度特征、材料特征、工藝特征及裝配特征。 4、 按制造特點(diǎn)劃分：毛坯特征、過(guò)渡特征、基本特征、表面特征和拼裝特征等。 有人把特征只分為兩類：形狀特征和工藝特征。形狀特征用于構(gòu)造零件的形狀；工藝特征具有零部件加工、裝配過(guò)程中應(yīng)用的實(shí)際意義。形狀特征又可進(jìn)一步分為兩類：基本特征和輔助特征?；咎卣鳂?gòu)造零件模型的主要形狀；輔助特征是依賴于基本特征而又具有某一特殊功能的特征。 特征造型是按對(duì)特征技術(shù)的研究劃分中的一種類型。特征造型將幾何、拓?fù)湫畔⒓捌湎嚓P(guān)屬性參數(shù)化，考慮設(shè)計(jì)與制造意圖的高層描述。 使用特征進(jìn)行設(shè)計(jì)具有很多優(yōu)點(diǎn)，其總體設(shè)計(jì)過(guò)程如下： 1、 使用參數(shù)變量設(shè)計(jì)方法構(gòu)造輪廓； 2、 根據(jù)已有參數(shù)進(jìn)行工程分析； 3、 根據(jù)形成輪廓構(gòu)造體素； 4、 定義特征； 5、 建立特征庫(kù) 6、 從特征庫(kù)調(diào)用特征，構(gòu)造零件模型。 一個(gè)特征造型系統(tǒng)至少應(yīng)由三部分組成： 1、 特征單元及拼合運(yùn)算模塊； 2、 特征庫(kù)； 3、 顯示處理模塊。 需要特別進(jìn)行兩方面的工作：1）、實(shí)現(xiàn)特征的參數(shù)化；2）、提供一種適合特征造型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以滿足特征信息的存儲(chǔ)要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速靈活的查詢。 該系統(tǒng)的信息模式設(shè)計(jì)必須考慮到：1）、具有完備的數(shù)據(jù)定義 ；2）、CAD和CAM兩方面的要求；3）、具有數(shù)據(jù)唯一性。 基于上面的條件，我們選用Pro/ENGINEER系統(tǒng)作為上機(jī)實(shí)驗(yàn)的特征造型系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)對(duì)CAD/CAM進(jìn)行特征建模。實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，零件和裝配件的物理形狀特征屬性值（主要尺寸）來(lái)驅(qū)動(dòng)，用戶可以隨意修改特征尺寸或其它屬性。 數(shù)控加工在制造業(yè)中占有非常重要的地位，數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動(dòng)化設(shè)備，它可以按照預(yù)先編制好的零件數(shù)控加工程序自動(dòng)地對(duì)工件進(jìn)行加工。理想的加工程序不僅應(yīng)能加工出符合圖紙要求的合格零件，同時(shí)還應(yīng)使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮。以使數(shù)控機(jī)床安全可靠且高效地工作。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件加工，可使用手工編程，但對(duì)于幾何形狀復(fù)雜的空間曲面或幾何元素雖不復(fù)雜但程序量很大的零件，手工編程比較困難，可采用自動(dòng)編程的方法。 自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)來(lái)幫助人們解決復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程問(wèn)題。自動(dòng)編程又可按編程方式的不同分為APT（Automatical Programmed Tools）語(yǔ)言及圖象編程兩種方式。 APT語(yǔ)言：APT語(yǔ)言是對(duì)工件、刀具的幾何形狀及刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定義時(shí)所用的一種接近于英語(yǔ)的符號(hào)語(yǔ)言，把用該語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的零件程序輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)APT編譯系統(tǒng)編譯，產(chǎn)生數(shù)控加工程序。 圖象編程方式：其主要特點(diǎn)是以圖形要素為輸入方式，而不需要使用數(shù)控語(yǔ)言。從編程數(shù)據(jù)的來(lái)源，零件及刀具幾何形狀的輸入、顯示和修改，刀具相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)方式的定義，走刀軌跡的生成，加工過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真顯示，刀位驗(yàn)證到數(shù)控加工程序的產(chǎn)生等都是在圖形交互方式下利用屏幕菜單和命令驅(qū)動(dòng)進(jìn)行的，具有形象、直觀和效率高等優(yōu)點(diǎn)。 PRO/ENGINEER系統(tǒng)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)及參數(shù)化特征描述方法。其制造模塊（PRO/M）能產(chǎn)生生產(chǎn)過(guò)程規(guī)劃，具有鉆孔、車削、多坐標(biāo)銑削、電火花線切割等加工編程能力?；诖讼到y(tǒng)，產(chǎn)生零件的NC代碼。 三、實(shí)驗(yàn)儀器 微機(jī) 5臺(tái) 配置如下： 硬件：1）三鍵鼠標(biāo)； 2）17吋以上顯示器； 3）CPU至少為400MHZ以上； 4）RAM至少為128MB以上； 5）顯卡至少支持OPEN GL； 軟件：操作系統(tǒng)為WindowsNT4.0、Windows2000或者Windows XP。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 Pro/E有零件設(shè)計(jì)、加工模擬、裝配、工程圖、有限元分析等幾個(gè)功能模塊。我們首先設(shè)計(jì)一個(gè)零件，采用逆向設(shè)計(jì)，生成一個(gè)立體零件，也可利用CAD工程圖。Pro/E是先設(shè)計(jì)零件的實(shí)體，而后經(jīng)對(duì)應(yīng)的投影生成對(duì)應(yīng)的三視圖、剖面和局部視圖等。我們先設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)體零件，三維圖形狀及尺寸如圖1所示：Pro/E進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)時(shí)先設(shè)計(jì)2D平面圖，然后進(jìn)行拉伸、挖剪、掃描、旋轉(zhuǎn)、混合等操作而生成三維立體圖。 圖1 加工零件 那么，我們先進(jìn)行2D設(shè)計(jì)，進(jìn)入二維狀態(tài)。 1、進(jìn)入Pro/E系統(tǒng)后，在主菜單的File / NEW 選Part / name 命名 OK 2、建立坐標(biāo)系 在浮動(dòng)菜單Menu Manager 中 Feature / Create / Datum / plan / Default 生成三維坐標(biāo)系。如圖所示，首先生成長(zhǎng)方體然后再挖剪P字。 3、拉伸創(chuàng)建實(shí)體 l Create / Solid / Protrusion / Extrude / Solid / Done l One side / Done l Setup plan / plan / Pick 選 DTM3(箭頭指向外，即要拉伸的方向) / OK l Top / 選DTM2(進(jìn)入2D模式) 4、設(shè)計(jì)平面圖 l Sketch / rectangle (用鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)對(duì)角線生成) l 標(biāo)注尺寸：Dimension (用鼠標(biāo)中鍵選定放置位置，可用左鍵+shift鍵合用代替。) l 尺寸修改 Modify 選尺寸進(jìn)行修改。如下圖2：Regenerate / Done l Blind / Done 拉伸厚度為 5 OK 5、挖剪實(shí)體 P 字 我們要在所設(shè)計(jì)的立方體的前面挖一個(gè)P字，那么要選定前面為基面畫(huà)一個(gè)P字，或?qū)懸粋€(gè)P字進(jìn)行CUT操作。 l Feature / Create / Solid / Cut / Extrude / Solid / Done l One side / Done l Plane / Pick 選實(shí)體的前面，紅箭頭向內(nèi)，否則選 Flid / okey l Top 選頂面。 圖2 尺寸選擇 l Sketch / Line / 2 point (畫(huà)圖直線) / Arc / 3 point (畫(huà)半圓，選兩點(diǎn)，畫(huà)半圓，系統(tǒng)默認(rèn)相切，如不相切，可將圖縮小比例在分辨率低的時(shí)認(rèn)為相切，其它作圖也如此。) 標(biāo)注尺寸： l Dimension / (尺寸要標(biāo)注全) l Modify / 選尺寸進(jìn)行修改。如下圖3所示： 圖3 尺寸選擇 l Regeneration / Done / Done (紅箭頭指向p字的內(nèi)側(cè)) l Blind / Done / 2 / OK l 選視圖的Default 視圖 l 保存，或另存， 命名。 生成三維實(shí)體零件后，進(jìn)入Drawing模塊很容易得到三視圖、剖視圖、局部視圖等。由于是尺寸驅(qū)動(dòng)，修改任意視圖的尺寸，其余各視圖都對(duì)應(yīng)同時(shí)改變。 6、CAD圖形輸出 l 在drawing模塊下進(jìn)行CAD設(shè)計(jì)或編輯二維視圖。 l Open/ New 選drawing模模式命名 l 在彈出窗口下選圖紙大小 l Wives/Add wive/general/done l 將視圖放在合適的位置，在對(duì)話框中選擇適當(dāng)參考面定作為主視圖的視圖 l Add wive/half wive/done，加側(cè)視圖和俯視圖 l show/erase在對(duì)話框中選標(biāo)注尺寸形式而后點(diǎn)擊show all后接受 l 在file/export/model/ l 在選DXF或DWG文件格式，此格式是AutoCAD可以讀出的格式 五、思考題 1、 特征建模和實(shí)體造型的特點(diǎn)？ 2、 參數(shù)化設(shè)計(jì)和單一數(shù)據(jù)庫(kù)有何優(yōu)點(diǎn)？ 實(shí)驗(yàn)二 從零件的CAD數(shù)據(jù)模型自動(dòng)生成數(shù)控加工代碼和加工仿真實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、熟悉CAD/CAM集成和圖形交互自動(dòng)生成NC代碼的過(guò)程。 2、熟悉ASCⅡ碼形成的刀位數(shù)據(jù)文件、刀具清單、操作報(bào)告、中間模型和機(jī)床控制文件。 二、實(shí)驗(yàn)原理 Pro/NC能生成數(shù)控加工的全過(guò)程。可生成的文件包括：ASCⅡ碼形成的刀位數(shù)據(jù)文件、刀具清單、操作報(bào)告、中間模型和機(jī)床控制文件。工作過(guò)程如下圖1所示： 由流程圖可看出，首先要定義加工模型和參數(shù)，然后建立不同的加工工序，最后生成刀位軌跡，并進(jìn)行后置處理。 加工模型 工件 設(shè)計(jì)模型 建立加工數(shù)據(jù)庫(kù) 夾具 機(jī)床 刀具 建立操作 定義NC操作 建立刀位數(shù)據(jù)文件 后置處理 圖 1 工作流程 Pro/NC 工作步驟： 1、 創(chuàng)建或檢索加工模型 2、 建立加工數(shù)據(jù)庫(kù)，包括： l 定義NC工序所使用的機(jī)床。 l 選取創(chuàng)建所使用的刀具。 l 定義夾具。 l 設(shè)置加工參數(shù)。 l 建立刀位CL數(shù)據(jù)的輸出格式。 3、 建立一個(gè)操作 l 提供操作名。 l 指定NC工序所使用的機(jī)床。 l 選取或創(chuàng)建坐標(biāo)系。 l 指定操作參數(shù)。 l 定義起始/停止點(diǎn)。 4、 定義操作的NC工序，指定NC工序類型后需要做： l 選取或創(chuàng)建所制定的刀具。 l 設(shè)置加工參數(shù)。 l 選取或創(chuàng)建坐標(biāo)，已確定工件在機(jī)床上的位置。如果需要，可定義一個(gè)退刀面。 l 為NC工序指定幾何參照對(duì)象。 l 定義刀具軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)。 5、 模擬去除材料的過(guò)程，為NC工序提供基于幾何參照對(duì)象的自動(dòng)材料去除過(guò)程。 6、 對(duì)NC工序進(jìn)行修改；更換刀具、參數(shù)、切削運(yùn)動(dòng)尺寸等，也可重新定義NC工序的方法或其從屬操作。 7、 生成并保存刀具文件，并可同時(shí)將刀為文件后處理為NC機(jī)床控制文件。 三、實(shí)驗(yàn)儀器 與實(shí)驗(yàn)一相同。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 （一）、 加工模式 l 選主菜單命令File / New l 選Manufacturing類型，Sub_Type選 NC_Assemble。輸入加工文件名 / OK。 l 進(jìn)入加工模式，該模式下的主要功能有： l Mfg Model 生成加工模式 l Mfg Setup 設(shè)置加工環(huán)境 l Machining 定義、驗(yàn)證、處理刀具軌跡。 l CL date 生成活修改刀位輸出。 l 創(chuàng)建被加工零件（裝配件加工） l MANUFACTURE / MFG Model / Assemble / Ref Model l 在彈出的窗口中選取所要加工的零件 / open l Create / Workpiece 輸入工件名 / 回車。 開(kāi)始創(chuàng)建工件毛坯，與在零件模式下過(guò)程一致。 l Solid / Protrusion / Extrude / Solide / Done l One side / Done 選擇零件的后表面為草圖平面。 l Plane / Query Sel 選零件的右側(cè)，選Next 后面變紅，Accept。 l 選File時(shí)紅箭頭向外（向外拉伸） / OK l Top 選上表面。 l 進(jìn)入草圖模式。選SKETCHER / Geom Tool / Use Edge l 依次選取零件的外輪廓四邊為工件的截面，變?yōu)榧t色， / Done l Blind / Done 輸入厚度值 回車 / OK l 將視圖放置為缺省值 l Done / Return （二）、 建加工數(shù)據(jù)庫(kù) 這里我們夾具不定義，取默認(rèn)設(shè)定。定義一個(gè)操作。 l Mfg / Setup / Operation / Done Oper / mill / 3 Axis / Done / Done 上述過(guò)程定義了一個(gè)三坐標(biāo)的銑床，下一步定義機(jī)床坐標(biāo)。 l MACH CSYS / Create / Pick 選取零件毛坯，此時(shí)零件變?yōu)榧t色。 Pnt + 2Axes / Done (一點(diǎn)兩邊，紅箭頭為當(dāng)前坐標(biāo)軸，選垂直屏幕方向?yàn)閆軸。) 如下圖5所示： 選X_Axis、 Y_Axis l Done Oper / Done/Return 圖5 顯示毛坯零件 （三）、定義NC工序 NC工序的確定沒(méi)有定式，通常取決于工程師的經(jīng)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)只作粗加工。 MANUFACTUER / Machining 彈出 manufacturing Info 對(duì)話框。可查看加工信息，由于NC尚未定義，所以Tool Path Info為空。 Machining / Operation / NC Sequence / Pocketing / Done / Done 常用的銑削方法： 此時(shí)彈出Tool Setup 對(duì)話框，設(shè)定參數(shù)。 擊Apply。在對(duì)話框中的File / Done。如圖6所示： Volume 用2.5軸的方法銑削一定體積內(nèi)的材料 Local Mill 去除先前NC工序殘留的材料。 Conventl srf 銑削平面，其軌跡在平面內(nèi)相互平行。 Contour srf 銑削平面，其軌跡平行于被加工平面的輪廓。 Face 用2.5軸的方法銑平端面。 Profile 用刀具的側(cè)面銑削曲面輪廓。 Pocketing 用銑削內(nèi)槽的方法銑削曲面。 圖6 工具設(shè)置對(duì)話框 Trajectory 用交互式的方法銑削曲面。 Engraving 雕刻加工。 Plunge 鉆銑加工。 然后進(jìn)行加工參數(shù)的指定。 Set / 彈出 Param Tree 對(duì)話框。如圖7所示： CUT_FEED 切削進(jìn)給率 STEP_DEPTH 進(jìn)給深度 STEP_OVER 側(cè)向切深 PROF_STOCK_ALLOW 輪廓銑削后的毛坯余量 BOTTOM_ANGLE 底面的毛坯余量 CUT_ANGLE NC坐標(biāo)下的切削角 SCAN_TYPE 加工區(qū)域時(shí)軌跡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) CLEAR_DISK 下刀緩沖距離 對(duì)上述各參數(shù)進(jìn)行設(shè)指定。 圖 7 Param Tree 對(duì)話框 在Param tree 對(duì)話框中選File / Exit / Done 完成對(duì)加工參數(shù)的設(shè)定，進(jìn)入指定退到面，彈出對(duì)話框。選Along Z Axis 輸入Z向距離 OK （四）、 定義加工特征 在完成上述操作后，要選定加工特征的區(qū)塊。 l GET SELECT / Query Sel l 選要加工的特征，選中后Accept。重復(fù)操作 / Done Sel show 看加工特征是否都變?yōu)樗{(lán)色，否則 Add / Query Sel 重復(fù)上述操作，直到加工特征全選上為止。 l Done/Return （五）、刀具軌跡模擬 在完成NC序列之前我們可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬刀具軌跡，用戶可以檢驗(yàn)加工時(shí)的刀具軌跡。 Play Path / NC check / Run 或 Play Path / Screen Play / Run l 可選Cutter Step 修改刀具步距，enter enter 輸入步距，改變 刀具步距使加工模擬速度慢下來(lái)。如圖8所示： 圖 8 加工模擬 在此時(shí)可對(duì)刀位數(shù)據(jù)文件進(jìn)行編輯。 l Show File 彈出子菜單，可顯示CL（刀位數(shù)據(jù)）文件的內(nèi)容。如下圖9所示： l CL DATA / Edit SELECT FEAT / Operation / OP010 / CONFIRMATION / Confirm 彈出對(duì)話框，可對(duì)之進(jìn)行編輯。確認(rèn)后保存文件。 l Done Seq / （六）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（NC代碼輸出） 經(jīng)過(guò)上述過(guò)程，我們已經(jīng)完成了對(duì)零件的設(shè)計(jì)和加工過(guò)程，當(dāng)整個(gè)操作結(jié)束時(shí)我們變得到了ASCⅡ碼形式的刀位數(shù)據(jù)文件，但在實(shí)際加工時(shí)機(jī)床控制器不能識(shí)別這種格式的文件，需要將刀位數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化為機(jī)床能識(shí)別的文件，也就是NC代碼。這一過(guò)程稱為后置處理。 后置處理器（Post Processor）：用戶通過(guò)CAD或APT系統(tǒng)生成刀位數(shù)據(jù)文件，該文件含有零件的數(shù)據(jù)加工指令。后置處理器是一種應(yīng)用程序，用于處理這些刀位數(shù)據(jù)文件，將加工指令轉(zhuǎn)化為NC/CNC機(jī)床能夠識(shí)別的代碼，生成機(jī)床控制器數(shù)據(jù)文件。 圖 9 信息窗口 進(jìn)入后置處理器模式： 1、從主菜單進(jìn)入：選擇主菜單命令 Applications / NC Post Processor 系統(tǒng)進(jìn)入后置處理器模式。 2、從Pro/NC進(jìn)入：選擇MANUFACTURE / Mfg Setup / PProcessor 命令進(jìn)入，彈出 OptFile 窗口。 我們可以新建一個(gè)后置處理器（本實(shí)驗(yàn)CAD/CAM就不作該部分練習(xí)），可查看系統(tǒng)缺省的驅(qū)動(dòng)器及目錄。在List file of type 下拉列表框中選取銑床后置處理器“Mill Postprocessors”在Option file in current directory 列表框中選取哈斯立式機(jī)床“0011.HAAS VF8”。系統(tǒng)彈出對(duì)應(yīng)的方案文件。如機(jī)床類型、機(jī)床控制器數(shù)據(jù)(NCD)文件格式、列表文件格式、序號(hào)（如圖10所示）、預(yù)備/G代碼、輔助/M代碼、冷卻液輔助/M代碼等等。 具體 操作過(guò)程如下： l CL Date / Output / Select One / Operation / 選 Op010 / File 選CL File 和 Interactive兩項(xiàng)。/ Done 輸入文件名 / OK. l File 選 　CL File 、MCD File 和 Interactive 三項(xiàng)。/ Done輸入文件名 / OK / Done.生成的文件為MCD文件，即機(jī)床能夠識(shí)別的NC代碼。 l 彈出PP OPTIONS菜單，選Verbose、Trace兩項(xiàng)命令。 l 彈出后置處理器列表PP LIST菜單，將光標(biāo)選擇第1項(xiàng) UNCX01.P11，對(duì)應(yīng)的機(jī)床為銑床。 系統(tǒng)提示輸入程序的起始行號(hào)，該機(jī)床對(duì)程序序號(hào)的要求為10。(在后置處理器中查看現(xiàn)有的后置處理器，選Mill Postprocessors銑床，系統(tǒng)在 Option file to open 中可查看對(duì)應(yīng)的方案文件，其中 Sequence Numbers 中的 Start sequence 為10，如前文圖) 處理完成之后系統(tǒng)彈出 INFORMATION WINDOW 窗口，顯示處理結(jié)果。 圖 10 結(jié)果顯示 CL File 將刀位軌跡輸出到刀位文件中。 MCD File 對(duì)刀位文件進(jìn)行后置處理，生成機(jī)床控制器數(shù)據(jù)文件。 經(jīng)上述操作，生成的NC代碼可在寫(xiě)字板或記事本中打開(kāi)。以下為生成的NC代碼和刀位數(shù)據(jù)文件。 圖11 NC代碼及刀位文件 五、思考題 1、什么是后置處理程序？ 2、簡(jiǎn)述Pro/NC生成數(shù)控代碼的全過(guò)程。 實(shí)驗(yàn)三 集成化CAD/CAPP系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過(guò)對(duì)CAD/CAPP集成專家系統(tǒng)工作原理的分析和實(shí)例的運(yùn)行，使學(xué)生了解：（1）CAD/CAPP集成化的意義和實(shí)現(xiàn)方法，集成指的是信息的集成，CAD系統(tǒng)除描述零件的幾何信息之外，還必須描述零件的制造信息和總體信息，才能實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP間完整的數(shù)據(jù)傳遞（2）采用特征建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件信息完整描述的方法（3）CAPP 與專系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，使CAPP能夠模仿人類專家進(jìn)行判斷、推理、進(jìn)行工藝決策的過(guò)程方法。這一實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生加深和鞏固對(duì)課程所學(xué)相關(guān)知識(shí)的理解和掌握，并為今后從事CAD/CAM 的研究與開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 CAD/CAPP集成專家系統(tǒng)是燕大自行開(kāi)發(fā)的，適于齒輪類零件設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。CAD系統(tǒng)采用特征建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)零件信息的完整描述。CAPP接收CAD傳來(lái)的完整的零件信息，在專家系統(tǒng)推理機(jī)的控制下，通過(guò)對(duì)知識(shí)庫(kù)中知識(shí)的利用，實(shí)現(xiàn)工藝決策的智能化。 （1） 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 零 描 件 述 信 文 息 件 CAPP系統(tǒng) 表面加工路線推理模塊 工序尺寸計(jì)算模塊 工藝路線排序模塊 工藝文件輸出模塊 CAD系統(tǒng) 設(shè)計(jì)計(jì)算模塊 零件圖生成模塊 零件數(shù)據(jù)信息生成模塊 知識(shí)庫(kù) 數(shù)據(jù)庫(kù) CAD系統(tǒng)功能：以人機(jī)交互方式完成的特征建模，并可完成齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算及零件圖輸出。 CAPP系統(tǒng)功能：接收來(lái)自于CAD的零件信息描述文件，將CAPP工藝規(guī)劃問(wèn)題分解成若干子問(wèn)題，順序求解，求解過(guò)程中以知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)的事實(shí)性知識(shí)和規(guī)則性知識(shí)為依據(jù)，由推理機(jī)來(lái)控制與知識(shí)的匹配過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)CAPP的智能決策。 （2） 特征的分類和描述 零件的特征分為：總體特征、幾何主特征、輔助特征和制造特征四種。其中：總體特征描述零件的總體信息，包括：零件名稱，零件代號(hào)，零件材料，熱處理方式，生產(chǎn)方式，生產(chǎn)批量，交貨期限等。 幾何主特征描述零件的主要幾何信息，包括：圓柱、齒輪、錐體、矩形花鍵、漸開(kāi)線花鍵、螺紋等。 輔助特征：依附在主特征之上的特征。包括：槽、徑向孔、鍵槽等。 制造特征：包括粗造度、公差、齒輪精度等級(jí)等。 （3） CAPP中知識(shí)庫(kù)和推理方法 知識(shí)庫(kù)包括：機(jī)床、刀、卡、量具知識(shí)庫(kù) 余量知識(shí)庫(kù) 公差知識(shí)庫(kù) 表面加工鏈知識(shí)庫(kù) 推理方法：采用正向推理和反向推理。 三、 實(shí)驗(yàn)儀器 微機(jī)五臺(tái)，要求內(nèi)存128M 以上， 裝有PROLOG系統(tǒng) 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 （1） CAD/CAPP系統(tǒng)工作原理分析 重點(diǎn)介紹CAD/CAPP集成方法；特征的分類和零件描述；與傳統(tǒng)幾何建模方法的分析比較；CAPP專家系統(tǒng)與派生式CAPP相比較。 （2） CAD/CAPP的實(shí)例運(yùn)行 圖1 總體特征輸入界面 A、出示例零件，依據(jù)程序的要求依次輸入零件的總體特征，幾何主特征，輔助特征，制造特征。 界面如下： B、分析零件信息描述文件 圖2 圓柱特征輸入界面 圖3 齒輪特征輸入界面 齒輪特征輸入界面 C、 APP專家系統(tǒng) 分別運(yùn)行各模塊，并分析運(yùn)行結(jié)果。 以表面加工鏈為例詳細(xì)分析。 五、 分析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告 六、思考題 1、 如何實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP集成？ 2、 特征分類中總體特征、幾何主特征、輔助特征分別描述什么？ CAPP專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)與推理機(jī)有何作用？