对于单件小批量的消失模铸造,其模样制作一般采用二维数控电热丝切割装置切割聚苯乙烯泡沫组合成型。目前,工程实际中多数企业仍然采用手工电热丝靠板切割,难以保证模样表面质量和尺寸精度。二维电热丝切割能够提高切割的效率和精度,但只能加工外形结构比较简单的模样,不能加工曲面。国外市场上通过四轴及四轴以上(含机器人)的装置完成曲面模样的加工,但是普遍存在装置结构复杂、价格昂贵以及加工柔性低等问题。另外,不同厂家的装置采用不同标准格式的加工代码,给操作人员带来了不便,因此,对于EPS泡沫模样曲面的加工办法不多。开发一套异步热丝切割泡沫模样成型装置,兼容这些加工路径代码,对消失模铸造和实型铸造的发展具有重要意义。采用电热丝加热作为刀具能够迅速地切割EPS泡沫板材,二维热丝切割装置通过控制电热丝两个端点位置来完成泡沫模型加工,固定到系统装置的两端控制点相对位置始终保持不变,称为同步切割。当电热丝两端控制点相对位置发生变化,装置对应为异步热丝切割。本文首先采用三维设计软件Pro/Engineer对异步热丝切割装置进行设计,并完成了装置的组装。并选用了先进合适的运动控制卡+驱动装置模式,保证了装置效率与运行的稳定性。其次,基于Windows开发平台Visual Studio软件自主开发了一套装置控制软件SmartCutting,通过软件分层设计思想完成软件模块的分类设计与实现,根据功能将软件分为软件解析模块、异常检验模块、参数设置模块、虚拟仿真模块以及装置驱动加工模块,每个模块分别完成其对应功能。为解决多种格式代码兼容性以及更好地实现模块间的交互,提出了适合本装置的标准格式代码中间路径,并且提高了软件的可复用性。通过使用两条加工路径组合的方式进行路径规划,实现中间路径的生成。虚拟仿真模块作为SmartCutting软件核心功能模块,完成了三维模型仿真建立、虚拟加工仿真模拟以及实时加工仿真模拟,解决了模型加工过程存在的不确定性问题,并为模型设计提供了有效地帮助。最后,基于系统设计的装置进行了组装及调试,针对二维热丝切割与异步热丝切割分别进行了加工路径设计与加工测试,将生成模型与仿真模型对比,验证了本文研发装置的可行性。实验表明:所研制的异步热丝切割机能按照程序要求完成EPS产品仿真和切割任务,可以根据不同需要选择不同方案,实现加工路径的规划与加工的仿真模拟,再仿真通过时即可将其应用于实际加工,提高了效率及产品率。