国内外数控工具磨削软件的发展状况

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国内外数控工具磨削软件的发展现状
国外 CNC 工具磨床配置的刀具磨削加工软件可 分为两类：一类是由专业的刀具磨削软件公司开发的 如 DECKEL 公司为其采用 PMAC 型数控系统的 软件， 工具磨床配置了瑞士 MTS 公司开发的 tool － kit PＲOFESSIONAL， Star、 Saacke 等公司为其制造 又如 Ewag、 的工具磨床配置了瑞士 NUM 公司开发的刀具磨削软 件 NUMＲOTOplus ；另一类是由工具磨床制造商自主 WALTEＲ 公 开发的软件， 如 ANCA 公司的 ToolＲoom， 司的 以“所 见 即 所 得 ” 为 宗 旨 开 发 的 Helitronic Tool CUOGHI 公司为 OCTOPUS 100 型数控工具磨 Studio， 这类磨削加工软件中不但包 床开发的 OCTOSOFT 等， 含了工具磨床制造商 （ 国外知名的工具制造商通常也 是知名的刀具制造商 ） 的刀具磨削、 机床制造知识， 更 融入了其长期积累的刀具生产实践经验 。虽然各公司 智能化、 可视化等方 推出的刀具磨削加工软件在功能 、 面存在差异， 但都包含具有仿真加工功能的模块 ， 以便 于实现刀具的设计和制造 。 我国 21 世纪初期开发的数控工具磨床， 大多采用 的是主机自行制造、 数控系统靠引进的方式研制， 这种 而且由于通 用 的 数控工具磨床产品不但成本很高， CNC 系统没有集成刀具磨削加工技术和编程软件 ， 难 以实现刀具（ 特别是复杂刀具） 的磨削加工。 目前， 我国各数控工具磨床生产厂家也积极与各 科研院所合作， 开发具有自我知识产权的数控磨削软 件 。武汉机床厂 MK6035 － 5 数控万能工具磨床选 用国产华中数控系统， 软件基于 Windows XP 操作系统
国内外数控工具磨削软件的发展状况
张洪军 ①② 李建广 ① 张天微 ①
（ ①哈尔滨工业大学机电工程学院， 黑龙江 哈尔滨 151001 ； ②齐齐哈尔大学机电工程学院， 黑龙江 齐齐哈尔 161006 ） 摘 要： 对数控工具磨削软件进行了研究 ， 分析了国内外数控工具磨床所采用的磨削软件的发展现状和技术 介绍了几种典型的数控工具磨削软件产品 ， 提出了我国在引进国外先进技术 ， 借鉴国外数控工 水平， 具磨削软件的研发经验的同时， 应依靠产学研合作攻关开发出能满足刀具制造企业对数控工具磨削 软件追求的尖端产品， 浅析了今后数控工具磨削软件的发展方向和我国在该方向上的研究重点 。 关键词： 数控工具磨削软件 发展现状 中图分类号： TP311 文献标识码： A 刀具制造企业
［1 － 2 ］ 。 所以刀 能完成相应操作， 制造出高品质的刀具 ， 具磨削软件的发展必须满足这些需求 否则只有机身
没有磨削软件是不能满足市场需求的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 机床的软件功 能已成为判断数控工具磨床先进性水平的主要标志之
导。经营基于战略， 环境建设等） 。建立科学的营研体系是一项紧迫的系 研发基于战术。一个体系的建立， 要确定其纲领。应当由决策层出台《产品经营的战略 指南》 这一纲领性文件， 以便从科学的角度规范和指 产品 导产品的营研工作 （ 比如确定营研的战略思想、 经营的现实意义、 前瞻设想、 服务领域、 产品构成、 水平 定位、 发展空间、 品牌形象设计、 产品评价、 质量控制、 市场应变、 技术储备、 营研组织模式、 约束机制、 激励机 制、 权限与责任界定、 资源配置及良性利用资源、 研发 力量建设、 营研制度建设、 信息化建设、 软环境建设、 硬
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它要面向现实， 也要面向未来。企业的生存和 统工程， 发展是不断的追求进步。 1962 年生， 第一作者：高志棠， 男， 高级工程师， 主 要从事数控机床及机床外观造型和防护结构设计工 作。 （ 编辑 谭弘颖）
（ 收稿日期：2012 － 10 － 18 ） 文章编号： 130813 如果您想发表对本文的看法， 请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。
的操作界面， 操作者利用图形交互式刀具加工软件 ， 在 提示下输入刀具参数， 即可生成定制程序完成加工， 2D 或 3D 磨削模拟软件支持刀具截形模拟； 上海黑格 数控的 HELIXCNC － 5A 五轴联动数控工具磨床采用 五轴联动， 配置自行开发 华中 HNC － 22MD 数控系统， 设计的具有自主知识产权的刀具磨削软件 ； 大连科德 数控有限公司 TG － 45 数控工具磨床采用大连光洋自 实现六轴五联动。 主开发的 GTOOL 刀具磨削软件， 从国内数控工具磨床磨削软件的发展现状不难看 出国内工具磨床制造企业还缺乏市场需求的准确定 位， 尽管刀具本身看似简单， 但其结构数学模型却很复 杂， 高精度、 结构紧凑、 操作方便、 可视化效果好、 生产、 修磨一体化的高档磨削软件， 在国内尚属于起步阶段。 虽然， 我们生产的五轴联动数控工具磨床同国外公司 的产品一样， 通过自己开发的软件能够加工设计要求 2． 2 德国德克 （ MICHAEL DECKEL ） 公司 S22P 型 工具磨削中心的磨削软件 德克精密机械制造公司 （ MICHAEL DECKEL ） 是 一家有 50 多年历史的专业工具磨床制造厂 ， 在世界精 密工具磨床技术领域一直占据领先地位 ， 诞生了多项
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典型数控工具磨削软件分析
德 国 瓦 尔 特 （ WALTEＲ ） 公 司 Helitronic Tool Studio 刀具磨削软件 WALTEＲ 公司以刀具市场的前景为开发点， 历年
来陆续推出了适应市场需求的成型刀具软件包 ， 从复 复合钻头到圆环面、 球面 － 铣刀、 燕尾槽铣刀、 合铣刀、 梯型槽铣刀直到圣诞树铣刀， 其软件的通用性和灵活 所加工的刀具也被广 性越来越被市场所认可和接受， 泛地使用在飞机制造、 冶金行业、 模具加工和汽轮机行 ［6 ］ 业。在 2011 年 CIMT 展出 的刀具磨床所采用的软 利用 件（ 如图 1 所示 ） 是基于 Windows XP 操作界面， 自适应技术根据实际磨削量动态调整所需的进给速度 实现等扭力控制， 不仅节省加工时间， 也有利于砂轮使 用寿命。机床具有自动定位测量系统探针， 能快速获 取刀具参数， 确保高效率生产。 软件涵盖了目前市场 上所有类型刀具的生产和修磨， 可实现装载机自动上 下料。
The development status of CNC tool grinding software at home and abroad
ZHANG Hongjun ①② ，LI Jianguang ① ，ZHANG Tianwei ① （ ①School of Mechanical Engineering，Harbin Institute of Technology ， Harbin 151001 ， CHN； Qiqihaer 161006 ， CHN） ②School of Mechanical Engineering，Qiqihaer University ， Abstract： On the CNC tool grinding software was research． In this paper，the status and technical level of CNC tool grinding software at home and abroad was analyzed and several typical CNC tool grinding software products were introduced，while importing foreign advanced technology and drawing experience of the research and development of foreign grinding software for CNC tool，the cutting － edge products meeting the pursuit of tool manufacturing companies for CNC tool grinding software would be developed relying on the combination of “production， teaching and research” ． Finally， the future development direction of CNC tool grinding software and research focus of our country were also briefly analyzed． Keywords： CNC Tool Grinding Software； Development Status； Tool Manufacturing Companies 随着现代制造技术的发展， 对高精度复杂刃型刀 具品种的数量需求越来越大， 而这类复杂刃形高精度 刀具， 采用普通工具磨床和传统工艺方法来制造是很 难实现的， 为了满足这一要求， 数控工具磨床得到了快 速的发展。高精度、 高刚度、 结构紧凑、 操作方便、 效率 高、 软件编程灵活、 合适的功率和可视化效果一直都是 刀具制造企业对数控工具磨床的追求， 数控工具磨床 必须配置用于磨削加工、 工件测量、 砂轮修整等软件才
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的各种形状的特型刀具和一般平面刀具 ， 但是， 对于例 如圆锥球头立铣刀等复杂形状刀具的磨削加工只有德 国 WALTEＲ、 美国 HUFMAN、 瑞士的 STＲAUSAK 这样 实力雄厚的公司才能精确地加工出来， 因为加工这种 刀具需要高精度多轴联动的数控工具磨床以及高精度 的加工数据计算。国内工具磨床企业要在这一领域有 所突破， 在引进国外先进技术， 借鉴国外数控工具磨削 软件的研发经验的同时， 必须要投入大量的人力和物 力从事这方面的研究。应依靠产学研合作攻关开发出 能满足刀具制造企业对数控工具磨削软件追求的尖端 产品。
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历史性重大发明， 为世界工具磨床的发展做出了极其 ［7 ］ 重要的贡献 。 DECKEL 公 司 的 S22P 软件 （ 如图 2 所 示 ） 平台 基 于 Windows XP Professional 操作系统， 具有机床自诊断 功 能， 还 可 以 通 过 Internet 网络 可 接 入 DECKEL 的 全 球远程服务系统 （ Deckel － Teleservice System ） ， 实现远 程诊断、 升级以及维修服务。 S22P 的图形交互式刀具加工软件覆盖了几乎所有刀 操作者在全程图形帮助系统的帮助下 ， 可以轻 具种类， ［8 ］ 加工模拟及干涉检查工作 。 松完成刀具的编程、 S22P 磨削中心集成了机床内全自动修整砂轮和 全自动测量砂轮的功能， 为砂轮修整和砂轮测量分别 开发有专门的软件， 独立的图形交互式操作界面， 只需 按下按钮即可自动完成砂轮的修整或测量。 S22P 提 供的这一实用性功能， 使用户不必再单独购买砂轮修 同时有利于提高工作效率， 为非专业化 整和测量设备， 刀具企业解决相关技术难题。 S22P 的砂轮库管理软 件具有大容量、 智能化的特点， 可以最多管理 256 个砂 甚至可以支持砂轮库的虚拟化应用 。 轮库， 2． 3 澳大利亚 ANCA 公司 Toolroom iGrind 刀具磨 削软件 Toolroom iGrind 是 ANCA 公司推出一种生产型应 用软件。这种基于 Windows 平台的软件系统可以做到 既适应操作者熟练程度又满足使用需求 。系统既能让 操作者进入预先设定的刀具几何参数数据库 ， 也能让 操作者建立自己的数据库；同时， 在三维模型上还可即 时实现任意参数的改变， 通过简单地拖放鼠标编辑命 令， 就能依次改变各种操作指令并执行 。 ANCA 的 Toolroom 2012 工具磨削软件包是该软件的 最新版本， 增添了很多新的 应用功能， 更加利于设计和 ［9 ］ 生产 过 程 。 该 软 件 在 以 前版 本 基 础 上， 将 3D 刀 具 图形模拟集成至 iGrind 编程 软件（ 如图 3 所示 ） ； 新增了 角度补偿和修正功能， 与 Windows 7 专业版 32 位和 64 位进行了兼容， 又增加了工件在线激光检测、 砂轮自动 标定、 刀芯轮廓探测和补偿 （ 如图 4 所示 ） 、 自动侦测 球头齿隙部可能出现的根切痕迹和适用于所有 TX7