本文介紹了在UGⅡ系統(tǒng)中励七，如何創(chuàng)建用戶自定義的刀具庫(kù)兵罢，完善刀具切削參數(shù)庫(kù)的方法烫扼，以減少大量簡(jiǎn)單煩瑣的參數(shù)設(shè)置工作，加快CAD/CAM系統(tǒng)中程序編制牌借，從而提高工藝制造技術(shù)人員的快速反應(yīng)能力度气，適應(yīng)復(fù)雜多變的生產(chǎn)任務(wù)。

　　近年來(lái)我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛走哺，各企業(yè)不斷加大投入進(jìn)行技改蚯嫌。特別是數(shù)控設(shè)備及其加工技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)（CAD/CAM）的不斷深入應(yīng)用丙躏，使機(jī)械制造企業(yè)在技術(shù)方面有了質(zhì)的突破。然而束凑，在眾多加工企業(yè)中晒旅，能夠有效利用技術(shù)創(chuàng)新栅盲，并形成規(guī)模化废恋、集約化的制造企業(yè)還是為數(shù)不多谈秫。關(guān)鍵原因在于，對(duì)于中國(guó)機(jī)械制造企業(yè)鱼鼓，在這方面還有很多基礎(chǔ)工作需要去做私免，去完善，這樣才可能充分利用先進(jìn)的技術(shù)半摔，以有限的資源提高涉及到生產(chǎn)檀抡、管理等方面的系統(tǒng)的效率，從而創(chuàng)造最大的經(jīng)濟(jì)效益脏偏。

　　東方電機(jī)股份有限公司在20世紀(jì)90年代中期就引進(jìn)了原EDS公司PLM事業(yè)部的UG系統(tǒng)园溃，經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用，技術(shù)人員已經(jīng)逐步把很多工作轉(zhuǎn)移到該軟件平臺(tái)掺胖。UGⅡ系統(tǒng)作為一個(gè)多功能集成的工程應(yīng)用系統(tǒng)冲雾，特別是隨著近年的發(fā)展和不斷完善，已能適應(yīng)公司的各項(xiàng)技術(shù)開發(fā)及生產(chǎn)制造任務(wù)盾叭。然而在使用其 CAM模塊進(jìn)行數(shù)控加工程序編制時(shí)奥怪，有太多的參數(shù)需要設(shè)置，有時(shí)難免疏忽肄高，也比較煩瑣盘瞧，直接影響了編制加工程序的效率。雖然睦绍，EDS公司在開發(fā)UGⅡ系統(tǒng)時(shí)尝江，提供了很多模板，但工程技術(shù)人員還需面對(duì)企業(yè)本身的設(shè)計(jì)制造的實(shí)際情況英上，收集一些基礎(chǔ)的技術(shù)參數(shù)炭序，構(gòu)建適合本企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)。這里將根據(jù)在UG 系統(tǒng)的CAM模塊中刀具參數(shù)的設(shè)置過(guò)程苍日，從以下幾個(gè)方面惭聂，詳細(xì)介紹如何建立用戶自定義的刀具數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　一相恃、創(chuàng)建刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)

　　在實(shí)際加工應(yīng)用中辜纲，需要對(duì)一個(gè)工件或多個(gè)工件編制加工工藝及程序時(shí)，都有可能用到多種規(guī)格拦耐、不同類型的加工刀具耕腾。如果我們?cè)诰幹瞥绦驎r(shí)，每次都要重新創(chuàng)建并設(shè)置這些刀具參數(shù)，包括刀具的幾何結(jié)構(gòu)扫俺、材料等苍苞，效率必將大大下降，而且所完成的也只是些簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)涉姆。

　　在UG系統(tǒng)的 CAM模塊中耕粪，我們可以通過(guò)在Create Tool對(duì)話框中選擇 Retrieve Tool按鈕，直接調(diào)用UG刀具庫(kù)中定義的30多種不同類型的刀具绳弯。但UG庫(kù)中的刀具多數(shù)并不是我們需要的規(guī)格尺寸的刀具妨宙，因此我們希望可以一次性地定義好需要的刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)，在以后的操作中能夠像調(diào)用UG庫(kù)中刀具一樣耗砖，直接使用伐歇。

　　在UGⅡ系統(tǒng)中，刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)主要存放在 ${UGⅡ_BASE_DIR}\Mach\resource\ library\tool\ 目錄下二蚓，主要由以下幾個(gè)文件構(gòu)成：ASCⅡ子目錄下Dbc_tool_ ascⅡ.def肮碗、Dbc_tool_ascⅡ.tcl和English或Metric 子目錄下的Dool_ database.dat。 文件Dbc_tool_ascⅡ.def 定義了刀具庫(kù)必要的刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)變量及庫(kù)的類型層次結(jié)構(gòu)停就；文件Dbc_tool_ascⅡ.tcl則包含了各個(gè)刀具庫(kù)操作事件處理器始踪，它們主要用于UG與刀具庫(kù)的連接。在文件Tool_database.dat中存放的就是我們最關(guān)心的東西颈癌，所有的刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料信息都在其中洁糟。

　　用戶定義新的刀具，可以直接修改Tool_database.dat文件中的刀具記錄猖败。另外速缆，也可以在UG中先定義好刀具的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)，然后通過(guò)執(zhí)行Shop Documentation恩闻，選擇最后一個(gè)輸出模板Export Tool Library to ASCⅡ datafile艺糜，把刀具參數(shù)輸出到一個(gè)文件。接下來(lái)幢尚，需要做的工作就是把輸出到這個(gè)文件中的刀具記錄添加到Tool_database.dat文件中破停。

　　至此，應(yīng)該說(shuō)尉剩，基本可以達(dá)到最初的目的了真慢。但在實(shí)際使用中，隨著自定義的刀具不斷增多理茎，用戶自己也不清楚到底定義了多少黑界、定義了哪些種類的刀具，從庫(kù)里調(diào)用刀具時(shí)皂林，更需要搞清楚要調(diào)用的刀具究竟屬于UG刀具庫(kù)中哪個(gè)類型的刀具朗鸠。通過(guò)深入研究蚯撩，發(fā)現(xiàn)在Dbc_tool_ascⅡ.def文件中對(duì)刀具庫(kù)的類型層次結(jié)構(gòu)定義時(shí)，UGⅡ系統(tǒng)用CLASS MILLING卷芜、CLASS DRILLING和CLASS TURNING定義了刀具庫(kù)的三個(gè)主類夷朽，在這三個(gè)主類下又定義了30多個(gè)子類咏编。在Tool_database.dat文件中的每條刀具記錄元粹，都以DATA開頭，都包含有T和ST數(shù)據(jù)理侄，實(shí)際上它們就是此條記錄定義的刀具主類TYPE和子類SubType信息勺激。

　　在文件Dbc_tool_ascⅡ.def中加入以下代碼，重新啟動(dòng)UG后限牢，執(zhí)行從庫(kù)中調(diào)用刀具捎滴，可以得到如圖3所示的效果，這就是我們希望得到的戈裳，條理明晰悉契、符合自己使用的刀具類型層次結(jié)構(gòu)。

　　CLASS User_defined_milling

　　{

　　TYPE QRY

　　QUERY  " [DB(Type)] = = [04]"

　　DIALOG libref Diameter

　　RSET   libref Descr Diameter MaterialDes

　　UI_NAME "用戶自定義_銑刀"

　　 …

　　}

　　CLASS User_defined_drilling

　　{

　　TYPE QRY

　　QUERY  "[DB(Type)] = = [05]"

　　DIALOG libref Diameter

　　RSET   libref Descr Diameter MaterialDes

　　UI_NAME "用戶自定義_鉆頭"

　　…

　　}

　　在向文件Dbc_tool_ascⅡ.def中加入主類代碼時(shí)橘蹭，注意前后“{}”的位置憔辞，并跟系統(tǒng)定義的CLASS MILLING、CLASS DRILLING和CLASS TURNING主類結(jié)構(gòu)保持平行摊滔，嵌入在CALSS TOOL的定義中阴绢。其中定義的主類類型值不能重復(fù)。在每個(gè)主類下艰躺，可以根據(jù)主類自行定義相關(guān)的子類呻袭，即用SubType 代替 QUERY  "[DB(Type)] = = [01]"中的 Type，并且類型代碼值也可以重新排序腺兴。

　　完成了刀具庫(kù)自定義類型層次結(jié)構(gòu)的定義左电，需要從庫(kù)中檢索刀具，還得修改刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)（Tool_database.dat）中的刀具記錄页响，即修改記錄中的T和ST對(duì)應(yīng)的值篓足，則該條記錄進(jìn)入相應(yīng)的主類和子類檢索，得到如圖4所示檢索結(jié)果拘泞。要建立一個(gè)完整的刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)纷纫，類型層次結(jié)構(gòu)定義是基礎(chǔ)，后續(xù)要做的就是不斷地把相應(yīng)的刀具記錄添加到數(shù)據(jù)庫(kù)文件Tool_database.dat中陪腌，形成用戶自定義的刀具庫(kù)辱魁。

　　二、創(chuàng)建自定義刀具材料庫(kù)叼稍、零件材料庫(kù)以及刀具切削參數(shù)庫(kù)

　　通過(guò)以上工作所建立的刀具庫(kù)轨赦，筆者稱為刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)，它主要由刀具的幾何結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)組成。對(duì)于編程人員來(lái)說(shuō)谈芬，創(chuàng)建一個(gè)Operation徙祥，生成可以使用的刀位程序，還需要設(shè)置刀具的相關(guān)切削用量參數(shù)式蠢，包括主軸轉(zhuǎn)速廉贤、切削深度、進(jìn)給速度等遥妒。在UG系統(tǒng)的CAM模塊中卧蒂，執(zhí)行Feeds and Speeds對(duì)話框中的Reset from Table，系統(tǒng)可以根據(jù)切削深度珍询、刀具材料圆乡、零件材料及切削方法，自動(dòng)從庫(kù)中調(diào)用并計(jì)算出相應(yīng)的切削用量值策橘。

　　除切削深度需要手動(dòng)設(shè)定外炸渡，用戶從相應(yīng)的庫(kù)中可以直接調(diào)用不同的切削方法、零件材料和刀具材料丽已。其中刀具材料蚌堵，我們也可以在創(chuàng)建刀具時(shí)從刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)中直接得到，關(guān)鍵是在建立刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)時(shí)促脉，刀具記錄中包含了正確刀具材料信息MATREF辰斋，即引用刀具材料庫(kù)的某一材料參考信息。在UG系統(tǒng)中瘸味，切削方法宫仗、零件材料、刀具材料都以庫(kù)參考值存在旁仿，分別對(duì)應(yīng)于CUT_METHODS. DAT藕夫、PART_MATERIALS.DAT、TOOL_MATERIALS.DAT文件中的LIBRF值枯冈。系統(tǒng)執(zhí)行Reset from Table毅贮，根據(jù)各庫(kù)參考值和切削深度，在切削參數(shù)庫(kù)FEEDS_SPEEDS.DAT文件中進(jìn)行檢索尘奏，引用被檢索出記錄的數(shù)據(jù)炊捻，如Surface Speed、Feed_per_Tooth等的值瓣挂，進(jìn)而計(jì)算出相應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速眨捶、進(jìn)給速度等。

　　因此类埋，在建立刀具材料庫(kù)履字、零件材料庫(kù)時(shí)猪褐，應(yīng)系統(tǒng)規(guī)劃，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)攀瘟，避免混亂和蛀，而建庫(kù)本身就比較簡(jiǎn)單了，可以參照UGⅡ系統(tǒng)相應(yīng)的庫(kù)诉玲，增加或修改以DATA開頭的記錄搂棱。建立刀具切削參數(shù)庫(kù)的工作就要煩瑣得多。一般來(lái)說(shuō)钢婆，在實(shí)際加工中系馁，要根據(jù)不同刀具材料、零件材料窟扑，以及不同的切深和切寬，選擇不同的刀具切削用量漏健。一個(gè)成熟的工藝技術(shù)人員嚎货，可根據(jù)長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)，并參照刀具商提供的參數(shù)蔫浆，結(jié)合加工實(shí)際狀況殖属，選擇合適的切削用量，也可以反過(guò)來(lái)根據(jù)實(shí)際加工情況瓦盛，修正經(jīng)驗(yàn)值洗显，完成經(jīng)驗(yàn)的不斷積累。創(chuàng)建自定義刀具切削參數(shù)庫(kù)原环，就是把用戶的經(jīng)驗(yàn)積累起來(lái)挠唆，并予以數(shù)值化提供給其他技術(shù)人員。

　　三嘱吗、創(chuàng)建刀具幾何圖形庫(kù)

　　談到建立刀具庫(kù)玄组，不能不涉及到刀具幾何圖形庫(kù)的使用。創(chuàng)建刀具幾何圖形庫(kù)谒麦，主要目的就是在最新的Unigraphics NX2.0 系統(tǒng)中進(jìn)行刀位機(jī)床仿真時(shí)杏住，可以調(diào)用用戶構(gòu)建的刀具計(jì)算機(jī)三維幾何模型。沒(méi)有用戶自定義的刀具幾何圖形庫(kù)援愁，或者調(diào)用UG系統(tǒng)自帶的刀具模型贫拭，顯然達(dá)不到機(jī)床仿真的目的。

　　系統(tǒng)刀具幾何圖形庫(kù)径揭，由${UGⅡ_BASE_DIR}\Mach\resource\ library\tool\graphics 目錄下一系列刀具的實(shí)體模型文件構(gòu)成耍叮，包含用于顯示刀具裝配的信息。構(gòu)建用戶自定義的刀具裝配模型高骑，推薦在非主模型文件中蝠盘，將用戶自定義刀具脾仁、刀柄及相關(guān)部件進(jìn)行裝配。對(duì)于鉆削或銑削的刀具苔免，在模型裝配時(shí)秕栓，刀具軸應(yīng)與X軸正方向一致，坐標(biāo)系零點(diǎn)在刀柄夾持點(diǎn)（Tool Tracking Point）更启。另外邢入，構(gòu)建的刀具非主模型文件名應(yīng)與刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)tool_database.dat文件中DATA記錄的LIBRF值相同。這樣趴荸，按照以上原則儒溉，系統(tǒng)進(jìn)行刀位機(jī)床仿真或需要顯示刀具時(shí)，才能夠按照刀具的庫(kù)參考值发钝，調(diào)出刀具裝配模型顿涣，并以系統(tǒng)缺省方向和位置顯示出用戶自定義的刀具模型。

　　四酝豪、在創(chuàng)建自定義刀具庫(kù)過(guò)程中需要注意的幾個(gè)問(wèn)題

　　(1)建立刀具庫(kù)時(shí)涛碑，在dbc_tool_ascⅡ.def文件中定義刀具主類或子類時(shí)，UI_NAME 后面可以采用中文字串孵淘。另外蒲障，庫(kù)中所有記錄的刀具描述、材料描述都可以采用中文字串瘫证。但目前不建議刀具庫(kù)記錄中的LIBRF值采用中文揉阎。

　　(2)建立刀具幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)庫(kù)、刀具材料庫(kù)背捌、零件材料庫(kù)及切削參數(shù)庫(kù)過(guò)程中毙籽，應(yīng)保持每個(gè)庫(kù)中的LIBRF值的唯一性，原因在于它是作為系統(tǒng)其他庫(kù)引用和系統(tǒng)內(nèi)部識(shí)別的標(biāo)識(shí)凄在。

　　(3)調(diào)用刀具庫(kù)創(chuàng)建刀具時(shí)才擒，為增加檢索查詢項(xiàng)目，可以在dbc_tool_ascⅡ.def文件內(nèi)舞懦，相應(yīng)刀具主類或子類定義的“DIALOG libref Diameter”行中善瞧，加入需要增加的刀具查詢參數(shù)。

　　當(dāng)然毕蕉，要提高CAD/CAM系統(tǒng)效率蓬肢，以及工藝制造技術(shù)人員的快速反應(yīng)能力，本文所涉及到的僅僅是系統(tǒng)里很小的一個(gè)環(huán)節(jié)乙笛。更多的工作還需要技術(shù)人員不懈的努力魂中，腳踏實(shí)地地收集和積累制造系統(tǒng)中的各個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合現(xiàn)代新技術(shù)不斷完善和健全刽室，從而提高系統(tǒng)整體的協(xié)作水平和工作效率香题。

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