基于PLM环境下数控仿真软件的集成零件加工实现

张雪娜 耿玉香 张艳杰

介绍了基于PLM环境下数控加工零件从设计到加工完成所有的仿真软件集成，包括计算机辅助二维设计、三维设计、辅助工业编制，辅助制造、数控车铣远程数据传输，远程监控，充分采用小组式布局，模拟现代化制造企业各职能部门，展示现代化制造企业生产加工流程，建立一个小型数字化工厂为智能制造提供加工方法和参考价值。

1 引言

传统的数控零件从设计到工艺编制到加工制造，用到各种应用程序软件（CAD、CAM、PowerMILL等）。然而在实际应用中整个数控加工过程可控性差，易形成各个流程中信息分析“孤岛”，设计加工过程的有序管理成为一个瓶颈，加工过程的协同化设计，有序化管理有待解决。

PLM表示产品生命周期管理（Product Lifecycle Management）是一种应用于在单一地点的企业内部，分散在多个地点的企业内部，支持产品全生命周期的信息的创建，管理，分发和应用的一系列应用解决方案。本文通过信息化手段在PLM环境下围绕产品从需求、订单、设计、工艺、制造直至维护等产品全生命周期的流程，改善和优化产品数字化设计制造，提升产品创新。

2 PLM 环境下零件加工流程

在PLM环境下产品从需求到制造完成可以实现知识材料的再利用如图1是PLM环境下零件加工流程图。

PLM系统中加入信息化手段，可以提供数控机床的网络通讯，实现数控车间的文档管理网络化，数据传输自动化，操作终端数字化和系统检测采集无人化如图2 PLM环境下融入信息化手段流程。

PLM系统环境下优化仿真技术是数字化工厂的价值所在，根据建立的数字化模型与仿真系统给出的仿真结果及各种预测数据

3 数控零件加工的实现

PLM系统环境下，零件设计软件之间可以进行2D和3D之间的无缝转化，如图3 所示零件的二维和三维CAD设计迅速建模，快速出图，三维CAD和二维CAD可独立使用又可融为一体。

PLM系统环境下，集合了二维CAD，三维UG等设计软件，分析零件的内外轮廓的加工要求、尺寸精度、坐标系确定、刀具确定、 毛坯确定等，进行在线工序卡的填写。如图 4所示根据提供的工量具，刀具清单，结合图纸的选择合理的加工刀具，在线计算确定主轴转速S和进给速度F，并选择合理的加工毛坯，并在线传达给车间进行机床设备的检测，毛坯的装夹，对刀等零件加工前的准备工作。

PLM系统环境下的CAM软件具有集成化的加工参数设定，可视化的三维仿真功能，模拟完整的加工过程，可以查看粗、精加工，刀具路径加工情况，直观检查碰撞，过切和加工质量等相关情况，并生成数控加工程序。

PLM系统环境下下完成程序的验证需要在仿真模拟软件下进行，完成基本的工作坐标系和刀具半径补偿等参数设定，需要进行图5验证完成进行程序的无线传输并在线实时监控零件的加工。

4 数控零件的建模

PLM环境下零件的設计与建模如果没有图纸的情况下可以采用三维扫描仪进行样品的扫描和建模过程，三维扫描仪能实现非接触测量，速度快，精度高，测量结果可以直接与多种软件接口，用三维扫描仪对样品模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，把这些数据可以直接与CAD/CAM软件进行接口，在CAD系统中，对数据进行调整，修补并仿真验证产生调整，修补，并仿真验证产生后处理文件，极大的缩短产品制造周期。

5 结语

PLM环境下信息化手段的加入，强化了数控车间CAD、CAM系统，极大提高数控机床利用率，将数控应用覆盖到所有应该要用的数控加工的零件，PLM环境下的车间CAM模块，提高了先进制造能力，结合车间DNC信息传输系统，实现程序代码高速，畅通传输与通讯集成化管理，实现复杂零件在线加工，构成数控中心信息化。

本文系河北省教育厅科学技术青年基金项目 “对数控机床网络通信实现数字化车间远程控制”研究课题，课题编号QN2019343;河北省“三三三人才工程”资助项目（基于plm的数字化制造系统研究）

（作者单位：沧州职业技术学院）