Pro/ENGINEER是当今最好的三维设计和制造软件之一，其NC加工模块具有强大的加工、后置处理功能。Pro/NC为机械工程人员的设计开发工作提供了有利的工具，但由于其级联菜单复杂，加工种类繁多，设置步骤冗长等一些问题，使刚接触Pro/NC的操作者常常无处下手，或由于操作不当造成不必要的损失。 (K^9$w]tf
其实利用Pro/NC设计加工程序的流程与实际加工的思维逻辑是相似的，如图1所示。本文概述了Pro/NC加工程序设计步骤。 ~i6t c d
图1 Pro/NC加工设计流程 M/ R#f9W
一、设定加工操作环境 3vNo D
1． 打开制造菜单 : 4&qASn
选File→New（文件→新建）指令，打开New（新建）对话框，如图2所示。 @x"vGYKd
图2 New对话框 l)=Rj `M
选Manufacturing（制造），在对话框右边显示Sub-type（子文件格式）的内容。 Z"% =
2． 取出工件图形 vL\wA_z"<H
(1)在NC Assembly（NC组装）子文件格式模式下，Manufacturing Model（制造模型）在创建过程中并不会有太多的限制条件，Ref Model（参考模型）可为一般的Part（零件）文件，也可以是Assembly（组装）文件，Workpiece（毛坯）则视情况可省略，但同时Manufacturing Model中将因为缺少Workpiece数据而无法做实体切削模拟。操作过程为：选择NC Assembly子文件格式，输入文件名，按OK，显示MANUFACTURE（制造）菜单。选Mfg Model→Assemble→Ref Model（制造模型→组装→参考模型）指令，打开Open（打开）对话框。在所要的子目录中选取需要的工件文件，按Open，工件图形便显示在屏幕上。 YX!%R]c%
系统显示MFG MDL（加工模型）菜单，可通过Assemble（组装）或Create（创建）的形式生成Workpiece（毛坯），然后对工件和毛坯组装。 V A4_>6
(2)若选择NC Part（NC零件）子文件格式，系统一开始就会要求用户设计 Manufacturing Model，因此在NC Part模式下进行加工程序的设计时，需要在设计前就完成产品及零件的几何模型设计。操作过程为：选择NC Part，输入文件名，按OK，打开Open对话框。在对话框中选取需要的工件文件，按Open，工件图形便显示在屏幕上，同时显示MANUFACTURE（制造）菜单。 (Dq3e9fX
1) 取出毛坯件图 选Mfg Model→Assemble→Workpiece（制造模型→组装→毛坯）指令，再次打开Open对话框，选取需要加工零件的毛坯图形文件，按Open，毛坯件图形便显示在工件图形的右边。 _@jl9<t=_
2) 组合工件和毛坯 在弹出的Component Placement（部件放置）对话框中，选Constraint Type（约束形式）下拉菜单中的Align（对齐）选项，在屏幕上用鼠标选取工件图形中的DTM1，则显示工件图形中DTM1的方向箭头，同时在对话框上显示，按此按钮工件中的箭头消失，再选毛坯图形中DTM1，显示毛坯图形中DTM1方向箭头，在保证工件与毛坯DTM1方向一致的情况下，按，毛坯上箭头消失。这时工件与毛坯在DTM1方向上对齐。 ryN/sjQC
用同样方法对齐两个图形中的DTM2和DTM3，最后在对话框中显示三个Align（对齐），如图3所示。三个基准全部对齐后，工件和毛坯合并为一体，按对话框中OK，退出。 Hz%#&E
3．加工机床设置 &{/ `Q ,
MfgSetup→Machining→Operation→DEFINE OPER（加工设置→加工→操作→定义操作）指令。在DEFINE OPER（定义操作）菜单中有若干Operation选项，有些选项是必要的，有些是选择性的。系统会自动强制性地选中必要的设置选项，如DEFINE OPER菜单中Workcell（机床型号），Mach Csys（加工基准坐标系统）二项已有√标记，是系统自动选定的必要的定义项目。若操作者需要进行其他项目设置，则用鼠标选中所需选项，以加入设置程序的项目。 Yz \z
Qj
按Done Oper（执行操作），显示CELL TYPE（机床形式）菜单，选择加工所需机床。本文选择应用较多的三轴数控铣床叙述加工过程，选Mill→3 Axis→Done（铣床→三轴数控铣床→执行）指令。 ,R ]]]7)+
选CELL SETUP（机床设置）菜单中的Name（名字）。信息窗显示： （输入机床名称），输入机床名称，回车，然后按Done（执行）。 kM] ?
4．设置加工基准坐标系统 Xk(c2s&
在加工程序的设计及实际进行加工的过程中，加工基准坐标系统的设置是一项非常重要的数据。因为设计好加工程序后将得到加工刀具路径参数，而该参数就是加工刀具相对于加工基准坐标的位置及运动参数。 yhgHwES"
设定机床后，系统显示MACH CSYS（加工坐标系统）菜单。在该菜单中选Create（创建）指令，创建坐标系，选model（模型）指令，在屏幕上选定要加工的模型，模型反白，系统打开Options（选项）菜单，列出创建坐标系的九种选项，操作者可选择一种自己习惯而便捷的方式完成加工基准坐标系统的设置。 9IC"p<D
对于Options菜单中各项建立坐标系统的设定方式，可参考Pro/ENGINEER建模（CAD）相关书籍。 Y
-o* d@
二、设置加工方法 Aj SIM.
选Machining（加工）指令，系统弹出Manufacturing Info（制造信息）对话框，如图4所示。对话框中有六个项目，Operation（操作名称）系统已经自动设置好了，Workcell（机床名称）和Mach Csys（加工坐标系统）已设置完成。 @&mv4zz&W
图4 Manufacturing Info对话框 H@,jNI h~h
Pro/NC有12种加工方法，充分地满足了加工中的设计需要，各种加工方法在设置步骤上大体相同。操作者应根据工件加工的工艺要求、加工条件等因素选择相应加工方法。 C&Ow*~
选NC Sequence→Machining（NC程序→加工）指令。选择一种加工方法，按Done（执行），Manufacturing Info（制造信息）对话框中Sequenec（程序）项设置完成。显示SEQ SETUP（程序设置）菜单，菜单中有许多有√标记的项目，是系统自动选定的，告诉操作者按已选定的顺序进行工作，按Done（执行）。 YeYFPi#
三、设置加工参数 z Sj.Y{J
1．设置加工刀具 Pm7,Nq)<>n
加工刀具是一项相当重要的设置参数，因为加工刀具的设置和选择会影响到加工结果， ^xu`NE8;
因此在进行加工刀具设置时要特别注意，以避免因设置错误而造成实际加工的失败。在SEQ SETUP（程序设置）菜单中按Done（执行）后，弹出Tool Setup（刀具设置）对话框，如图5所示。 }qi6 K-,oU
图5 Tool Setup对话框 L7%Dc2{^(
在Tool Setup（刀具设置）对话框中，选Geometry（图形），可以设置Pocket（编号）、Tool_ID（刀具名称）、Tool Type（刀具形式）、Cutter_Diam（铣刀直径）、Length（铣刀长度）等项目。选Advanced（先进的）标签，可设置Length_Unites（长度单位）、Tool_Material（刀具材料）、Tool_Comment（刀具注释）等项目。 qW $IpuK
按Preview（预览），在对话框下方预览窗口中可观察所设置刀具的几何形状及尺寸信息。按Apply（应用）接受设置，在对话框上面空白处显示刀具号和刀具名称。选取加工程序所要使用的加工刀具，然后单击对话框File（文件）菜单中Done（执行）选项完成加工刀具设置，退出对话框，Manufacturing Info（制造信息）对话框中Tool（刀具）项设置完成。按工具条中Manufacturing tool manager（刀具管理器）按钮，可随时查看和编辑刀具参数。 o24` 5Jdh
2．设定加工参数
VG q'
在设计加工程序时，Pro/NC会根据刀具几何模型及加工参数产生加工刀具的路径参数，加工参数的设置会影响所产生的加工刀具路径参数。因此在设置加工参数时，要根据加工的状况及精度的要求，设置适当的加工参数。 }bAd@a9>3
选MFG PARAMS（加工参数）菜单中的Set（设置）指令，弹出Param Tree（参数树）对话框，如图6所示。 .kBi" p&
图6 Param Tree对话框 YJ. 'Y c
在对话框中对加工所需参数进行相应设置。完成各项参数内容的设置后，单击对话框File（文件）菜单中的Exit（退出）选项完成加工参数设置，退出对话框。如果加工参数设置不合理，系统会用信息窗给出出错指示。按工具条中Manufacturing parameter tree（加工参数树）按钮，可随时查看和编辑加工参数。 :7@" EW
3．设置退刀高度 b ]1Su L
为了避免加工刀具在不同加工位置的转换过程中，刀具移动路径与未加工材料或其他工具发生碰撞的危险，需要设置安全退刀面。 =J X.*
MEB
完成加工程序设计参数设置后，按Done（执行），系统弹出Retract Selection（退刀选择）对话框，如图7所示，以设置安全退刀面。 #@ 3RYx
图7 Retract Selection对话框 \,ir]e,1
按Along Z Axis（沿Z轴方向）按钮，在Enter Z Depth（输入Z向深度）文本行中输入欲设置退刀平面的Z坐标值。按Preview（预览），在屏幕上观察退刀平面设定是否符合要求。接受设置则按OK完成，退出对话框。 dxUq5`#G,
4．选择加工平面 Hx 62x X
完成退刀平面的构建，系统进入制造菜单。在菜单中选Model→Done（模型→执行）指令，显示SELECT SRFS（选择加工面）菜单，用鼠标在屏幕上选取本程序中所有欲加工的表面，按Done Sel（完成加工面的选择），按Done/Return（完成/返回）。 bx!Sy0PUJ
四、生成刀具路径 91jv=>=DM
1．绘制刀具路径 %Kd 8ZNv
在NC SEQUENCE（NC程序）菜单中，选Play Path（演示刀具路径）指令，系统显示PLAY PATH（演示刀具路径）菜单，菜单中系统用√标记自动选定项目，告诉操作者按已选定的顺序进行工作，按Done（执行）。
P\*-n"
系统在屏幕上生成刀具路径，同时在Manufacturing Info（制造信息）对话框中显示刀具路径信息。可在CL CONTROL（刀具位置控制）菜单中利用Position（放置刀位）、Next（下一刀位）及Prev（前一刀位）指令控制刀具的刀位显示。选择CL Measure（刀位测量）指令计算加工刀具路径参数的细节数据。 V0c*M>V
完成加工刀具路径设计的参数设置后，系统会根据用户的设置参数产生刀具路径，而所产生的大部分刀具路径细节部分均由系统自行设置，所以其产生的结果未必会完全符合期望。因此可以在NC SEQUENCE（NC程序）菜单中，选Customize（定制NC程序）指令，来自定义刀具路径模式。此时会弹出Curren Tool Motion(s)（现在的刀具运动）对话框，如图8所示，和CL Data（刀位数据）文本框，如图9所示。 g@`14U/|
Curren Tool Motion(s)对话框中会显示加工时刀具路径参数的各个部分。用户可利用编辑功能选项与下拉式功能菜单进行编辑、修改或增加任何一个加工程序的动作参数，使结果能满足设计要求，修改结果会显示在CL Data（刀位数据）文本框中。 ~}$:iyJV(>
图8 Curren Tool Motion(s)对话框 %n=!H
CL Data（刀位数据）文本框中记录了整个加工程序的加工参数。 }i|o":-x+
图9 CL Data文本框 < 5;0LPU
2．检验刀具路径 xJJlV P
在PLAY PATH（演示刀路）菜单中，选NC CHECK→Run（刀具路径检验→运行）指令，屏幕上开始动画演示刀具铣削工件的加工过程。NC DISP（NC显示）菜单中的Step Size（步幅）用来控制动画演示的步长大小。Tool View（刀具显示）用于设置动画演示过程中刀具的显示情况。 . A &Ey5
选菜单中Done Seq（完成程序）指令，完成本程序设置。 fn&gM\<-+(
五、生成后置处理、NC文件 zPH1{|H+l
系统显示MACHINING（加工）菜单，选CL Data→NC Sequence（刀位数据→NC程序）指令，在NC SEQ List（NC程序列表）中选择前面生成程序的文件名。在PATH（输出路径）菜单中选File（文件）指令，使刀位数据输出到文件中，在弹出的OUTPUT TYPY（输出类型）菜单中系统用√标记自动选定了CL File（刀位文件）和Interactive（交互式计算）两项，操作者应另外选上MCD File（后置处理刀位数据文件）以生成NC代码文件，Done（执行）。系统打开Save As（保存）对话框，在选定的子目录中下，输入要生成文件的文件名，按OK完成设置，退出对话框。接受PP OPTIONS（后置处理）菜单中系统提供的项目，Done（执行）。
&5O
系统显示PP List（后置处理列表）菜单，如图10所示，从中选择一种生成后置处理文件的数控系统格式，系统在后台生成所需格式的NC代码文件。选Done Output（结束输出）指令，完成后置处理。 Lk4&&5q
图10 PP List菜单 -Z4J?b
选Machining→NC Sequence→New Sequence（加工→NC程序→新程序）指令，可建立新的程序。 &gIu<*u<
多数的Pro/ENGINEER使用者对CAM各模块的使用不如CAD模块广泛，不能实现Pro/ENGINEER的CAD和CAM有效的结合，希望本文能为读者对Pro/NC的学习起到提纲挈领、抛砖引玉的目的。
