李忠峰，楊  林，
沈陽工業(yè)大學機械工程學院，遼寧  沈陽
楊松，張春，張雪峰
  青島卓東機械科技有限公司，山東 青島
摘要：以Visual Basic 6．o為開發(fā)工具，基于IndraMotion MTX系統(tǒng)，用OPC技術(shù)開發(fā)了數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床實時加工仿真系統(tǒng)。根據(jù)該開放式數(shù)控系統(tǒng)的特點，對讀取的NC程序塊進行實時處理，采用模塊化思想建立了仿真系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)對沖切加工程序的靜態(tài)和動態(tài)仿真。
關(guān)鍵詞：數(shù)控系統(tǒng)；OPC；轉(zhuǎn)塔沖床；仿真
0  引言
    卓東機械科技有限公司生產(chǎn)的HP全自動數(shù)控沖床采用德國博世力士樂(Bo.sch Rexroth)公司最新推出的開放式數(shù)控系統(tǒng)IndraMotion MTX作為控制系統(tǒng)，基于OPC技術(shù)進行自主開發(fā)。加工程序仿真是其重要的研究內(nèi)容，下面將重點講述靜態(tài)相動態(tài)加工仿真程序設(shè)計理念與實現(xiàn)過程。
I數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床簡介
    以卓東機械科技HP系列數(shù)控沖床（見圖1）為例，該系列數(shù)控沖床采用高速液壓主傳動系統(tǒng)，室行程速度（轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速）達1500r,/min．具有6個數(shù)控聯(lián)動軸。沖頭下死點位置編程控制精度達o.01 mm，進料y軸采用雙滾珠絲杠結(jié)構(gòu)。夾鉗位置可編程設(shè)定．自動調(diào)節(jié)，可滿足不同尺寸板料的加工要求，更大加T板材尺寸可達1 250×5 000;最高沖切頻率可達X- 750 cpm( Punchingtimcs pcr minutc)，y=700 cpm;板料的更大移動速度可達X；75 m,/min．y；70 m/min。數(shù)控系統(tǒng)采用IndraK40tion MTX進行控制。

2加工仿真的意義
    數(shù)控沖床的沖頭按照預(yù)先編寫好的數(shù)控加工程序?qū)ぜM行沖切加工。對數(shù)控沖切過程進行仿真的目的是檢驗數(shù)控沖切程序是否正確及沖切參數(shù)選擇是否合理．以期在實際沖切加工之前修正數(shù)控程序中的錯誤，優(yōu)化各種加工參數(shù)，從而達到降低廢品率和保護設(shè)備的目的。而動態(tài)實時仿真則可以通過屏幕顯示各種實時沖切參數(shù)，監(jiān)測沖切過程。
3靜態(tài)仿真的實現(xiàn)
    靜態(tài)仿真是動態(tài)仿真的前提和基礎(chǔ)。首先在加工前對NC程序的正確性進行檢測，即對NC程序的詞法和語法進行檢驗。詞法錯誤主要是指程序中輸入了沖床不能識別的指令，對這種情況的處理方法是建立了沖床指令字符集，構(gòu)造了char型字符集，然后逐個讀人NC文件的字符，判斷它是否在沖床指令字符集中，如果不在則給出錯誤信息，如果在則讀取下一字符。語法錯誤主要包括書寫格式錯誤、指令搭配錯誤、指令順序錯誤、沖切順序錯誤、沖切參數(shù)錯誤等。為方便逐行逐字進行語法檢查，可將代碼文件讀入到一個順序文件中，用數(shù)組格式進行處理，具體結(jié)構(gòu)語句如下：
    l.ine Input #l, MyLine
    FileLine(M) =CStr(MyLine)  M記錄敷組的行效
    I-Len(MyLine)    B字符串類型
    M - M+l
    Loop
    Close #1
    該數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床的加工指令集是根據(jù)開放式數(shù)控系統(tǒng)IndraMotion MTX中的高級編程語言CP1。(Custom Program I。anguage)自主開發(fā)的G功能代碼，其功能代碼可分為標準G功能和選配G功能。標準G功能包括沖壓加工、程序控制、基準點指定、坐標系指定、時間指定、制造模式和沖頭控制7種功能；選配G功能包括上料／下料、夾鉗設(shè)置和攻絲功能3種指令。
    沖切加工程序包含有大量的信息，可從中分離出與仿真軌跡有關(guān)的信息，例如T（模具號）、F(模具形狀)、A(尺寸)、B（尺寸）、C（尺寸）及G(角度)等信息。其中檢驗?zāi)K可以對數(shù)控程序進行正確性驗證；譯碼模塊以程序段為單位處理沖切加工程序。由于刀具行處于程序文本的末尾，因此首先對刀具行的參數(shù)進行處理·并存人刀具數(shù)據(jù)的數(shù)組中，以備后續(xù)程序進行調(diào)用，刀具程序段處理流程圖見圖Z。
   
    通篇文本程序采取邊解釋邊處理的有式。解釋處理模塊負責提取與沖切命令和狀態(tài)有關(guān)的信息，通過讀入緩存區(qū)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行分析處理，得出與仿真有關(guān)的動作及狀態(tài)信息，這里主要指對G代碼和M代碼的處理。靜態(tài)仿真程序解碼流程圖結(jié)構(gòu)見圖3。圖形的仿真顯示畫面采用VB中Picture控件的功能和屬性來實現(xiàn)，界面采用網(wǎng)格式坐標顯示圖形的具體位置，設(shè)置了圖形連續(xù)放大、縮小、移動等功能。仿真畫面同時還顯示了相關(guān)的程序運行信息，如運行屬性、顯示屬性和程序數(shù)據(jù)等。本機夾鉗采用從下模上方通過
的方式，因而避免了下模與夾鉗碰撞，但是為了防止夾鉗被誤沖，因而采取了仿真程序?qū)A鉗死區(qū)進行屏蔽的方式。圖4為板材上沖切北京奧運五環(huán)標志程序的仿真效果，其中圖案周圍矩形細線為沖切邊界（圖中白色箭頭所指）。