今天的技术是随着其自身的需求和复杂性一起出现的，有时候采用这些新技术与其本身在国际上的竞争一样是具有一定挑战性的。
多功能机床（MTM）是应用新技术的一个最好实例（见图1）。多功能机床为用户提供了一个独特的系统配置，它允许零件从四面接近、装卸，不需要人工二次装卡；该机床可以自动地在主轴之间交换零件，并改变零件的方向，让刀具在以前无法接近的区域内切削加工零件。这种机床自身所具备的二次定位功能可以消除因手工二次定位所造成的潜在误差，而且不需要操作人员干预。在手工劳动对费用和产品质量具有很大影响的情况下，采用多功能机床是一种非常有效的解决方案。
图1 机床的模型包括相当多的细节，使其模拟形象更为
现实；简化工艺验证的外在因素通常是不会显示出来的
或许您正处于多功能机床优越性的初步研究阶段，并准备将其应用于模具制造中，不管是处于什么样的情况下，最主要的问题是必须密切注意多功能机床所能提供的编程能力。
如果只是一些简单的事情，例如将加工工艺中的材料从一个主轴转换到另一个主轴上，多功能机床可以直接对其进行编程。编程软件只需转达自身的指令，并以一个新的方向对零件进行加工处理。但是对于多功能机床的设计人员来说，多主轴的设计仅仅是他们工作的起点。现在的多功能机床不但要能够采用多种刀具在同一主轴和同一时间内进行切削加工，而且还要能够在多个主轴上进行切削加工。
CAM系统的要求
随着多功能加工技术的出现，采用多把刀具同时切削材料的方法也应运而生。多种刀具可以在同一根主轴上切削同一个零件，也可以分别在不同的主轴上切削加工不同的零件。在处理两根以上主轴和两组以上刀具的情况时，事情将会变得更加复杂。曾是一个简单、按顺序和单流加工工艺生产的多功能机床程序，现在突然变成了一个复杂的多流加工程序。
1.工艺的协调和同步化
为了支持多功能加工程序，CAM系统必须要满足工艺协调和同步化方面的要求，这些都需要认真地考虑。与单流程序不同，保持其精确的基准时间是非常有必要的。除时间以外，还必须精确地了解加工的内容，例如进给率和加工速度，特别是在同一零件上使用两把刀具切削加工时（见图2）。
图2 机床的模拟装置要求刀具能够在机床的模
型上进行调试设置；通过虚拟调试设置可以使
车间内实际机床上的调试设置时间降到最低
nextpage在这种情况下，其中的一把刀具将作为主要刀具，并根据其切削条件控制主轴转速。第二把刀具的切削参数将根据其在轴上的位置和主轴转速来确定。按理想情况去考虑，用户不必关注这些细节问题；CAM系统将会直接保留一切细节，并为用户提供了一个易于理解的界面。
2.机床模拟装置
由于采用多工具同时切削加工的多功能加工程序比较复杂，因此多根主轴、在多根主轴之间交换的零件，以及在机床上执行程序前，精确地模拟和验证这些程序是非常必要的。在机床的模拟过程中，必须了解以下几方面的问题：机床的型号、虚拟设置和模拟/分析。
对于任何机床模拟系统而言，必须使用一台精确的机床模型。这类模型可以由用户自己开发，也可以从现有的（商用）机床模型数据库中获得。机床模型的细节水平对其所能够进行的分析有很大的影响。一个微小的提示就能够很快地开发一个模型，但也会限制分析内容。相反，在某一点上，模型中所包含的附加细节，如控制板上的显示器、旋钮和开关，就其外形而言要比实际分析的优点变化更大。
一旦机床模型开发后，在进行机床模拟之前，该模型需要完全按照车间内的实际机床的使用方法进行调试设置。刀具必须与刀具夹座组装在一起，并按照指定的位置和偏置量就位。这种对机床模型的初步调试设置过程是极为有用的，它有利于用户建立和验证机床的设置，将其作为整个机床模拟的一个部分。一旦完成以后，通过这一实际调试过程验证的设置值将被传送给车间内的操作人员用于实际机床的调试设置。实践证明，机床的脱机调试设置可以为车间内的机床节约很多宝贵的时间（见图3）。
图3 在验证复杂多刀具同时加工时，要求机床模拟装置能够
精确地检测刀具、加工材料和主轴之间是否会发生冲突和碰撞
3.执行方法
当其进入到机床模拟阶段后，可采用三种方法具体执行，它们可以为用户带来不同的利益。更好地了解这些方法，可以使用户做出最合适的选择。
（1）机床最直接的模拟方法：将模拟功能融入到CAM应用领域之中，并由CAM系统的内部表示法直接开始运行。这种方法允许用户随时能够分析他们的工艺，而它的开发并不需要首先产生机床代码。这有利于快速的审核和适应增量更新周期。
这种快速的综合平衡方法是通过模拟来检查工艺的，并不是检查CAM系统G代码输出的质量。一般来说，在采用的大部分后处理器时，一旦一个后处理器得到了验证，那么G代码的质量通常是不会有问题的。此外，由于大部分多功能加工程序所存在的复杂性问题，直接通过工艺模型进行操作则具有很多的优点，如可以接近整个工艺信息。
（2）有些机床的模拟并不是直接与CAM系统的内部工艺模型连接的，而是根据由CAM系统产生的APT CL输出进行操作。APT CL是一种普通的G代码输出，可立即交换控制器格式。虽然它具有便携特性，但APT CL通常要求采用按顺序循环的后处理方式对其进行格式化处理，以适应特殊机床/控制器的应用。在采用APT CL以后，可以避免与CAM系统工艺模型直接连接所需的费用。APT CL不能像工艺模型那样提供同样水平的信息，但是根据APT CL的机床模拟可以提供一个输出验证标准，因为APT CL数据是通过CAM系统的后处理器输出的。
这个方案是这样平衡操作的：每当用户想要进行一个机床的模拟试验时，CAM系统必须首先输出一个APT CL。APT CL目前没有一个标准化的惯例供多功能加工程序使用，由于这个原因，必须向APT CL程序引进一个独特的扩展名，以支持多功能任务的建立，例如工艺流、同步化点和公用操作。正如CAM系统的后处理器使用扩展名来为特殊APTCL后处理器增加输出方式那样，它也可以根据其独特的扩展名为特殊机床的模拟装置增添APTCL输出方式。
（3）最后的机床模拟是采用APT CL方法，甚至还能进一步为特殊机床/控制器组合的本地G代码执行一个可逆式的后处理器。当然，采用这种方法的费用比较昂贵，因为它要求模拟装置的接口能够处理所有机床输入的微小差别。在处理多功能机床时，其复杂程度令人畏惧。从应用前景来看，虽然这种方法也要求用户生成G代码，但无论任何时候，当机床开始模拟操作时，它能够通过CAM系统提供最精确的G代码程序输出验证。
确实，多功能机床才刚刚开始进入到它们的生产领域之中。它们必将在高效加工领域中发挥一个主角的作用，同时它们的配置将发展成为更有魅力的装置。为了全面发挥它们的潜力，用户们将依靠CAM系统和机床模拟装置与它们共同发展。
