数控仿真实用技术探讨

2015-08-05 16:54向杰
科教导刊 2015年21期
关键词:仿真技术数控加工

向杰

摘 要 所谓数控加工仿真,就是采用计算机图形学的手段对加工走刀和零件切削过程进行摸拟,具有快速,仿真度高,成本低等优点。它采用可视化技术,通过仿真和建模软件,模拟实际的加工过程,并提供错误信息的反馈,使工程人员能预先看到制造过程,及时发现生产过程中的不足,有效预测数控加工过程和切削过程的可靠性和高效性。

关键词 数控加工 仿真技术 加工手段

中图分类号:TP391.6 文献标识码:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.07.031

Practical Technology of NC Simulation

XIANG Jie

(Sichuan TOP IT Vocational Institute, Chengdu, Sichuan 611743)

Abstract The so-called NC simulation, is the use of computer graphics tools for machining pass and parts simulates the cutting process, with fast, simulation and high, and low cost. It uses visualization techniques, through simulation and modeling software to simulate the actual process, and provide feedback error messages, so that engineers can see the manufacturing process in advance, to detect deficiencies in the production process, effectively predict CNC machining processes and cutting reliability and efficiency of the process.

Key words NC; simulation technology; processing means

数控加工仿真系统可以在计算机屏幕上完成数控加工程序的输入输出、数控机床操作、工件加工、虚拟测量等数控加工全过程,机床操作面板和操作步骤与相应的实际数控机床完全相同,学生在这种虚拟工业环境中可以学习掌握数控机床的加工操作方法。因此,通过数控加工仿真系统既可以使培训得到实物操作训练的目的,又可大大减少昂贵的设备投入。为此,目前许多大中院校均采用数控加工仿真系统和真实数控机床相结合的方式进行数控专业对口相关实训教学。那么怎样才能让学生在仿真过程中将所学专业知识综合运用及快速地仿真呢? 下面以加工如图1所示零件为例谈谈数控仿真过程中的一些简便方法。

图1

1 用MasterCAM9.0进行轨迹仿真并生成FANUC系统程序

(1)将其它CAD/CAM软件绘制的三维图形转化至MasterCAM9.0中。MasterCAM软件能承受来自UG、PRO/E、Cimatron、CAXA、SolidWorks和AutoCAD等常见CAD/CAM系统的2D/3D文件格式,能完成从2D设计到3D设计及CAM编程的技术过程,适合于各种数控系统的机床,且MasterCAM与其他CAD软件很容易交换信息,也就是说其他软件绘制的图形一般不用做进一步的处理就能够为MasterCAM所利用,其加工相当方便,但其造型功能不如PRO/E UG等强,然而后者加工不如MasterCAM方便,所以,我们可以利用其它CAD/CAM软件绘制出三维图形转化至MasterCAM中来加工,其转化方法为:将其它CAD/CAM软件绘制出的图形以扩展名IGS的形式保存,然后打开MasterCAM9.0软件调用即可,以PRO/E造出的三维图形转化到MasterCAM9.0中为例,首先在PRO/E中造出零件的三维图型。然后,单击文件,选择保存副本,在类型选项中选择IGES,在新建名称中输入零件名称,然后确定。关闭PRO/E,打开MasterCAM9.0,点击主菜单中的文件—文件转换—IGES—读取,在查找范围内找到零件保存的地址,在文件类型中选择IGES,选中文件名称并打开,用PRO/E造出的零件三维图型转至MasterCAM9.0中。

(2)在MasterCAM9.0中造型进行轨迹仿真并生成FANUC系统程序。对零件进行轨迹仿真时,一般的步骤是将零件的三维图形在MasterCAM9.0中造出,然后加工,在MasterCAM9.0造出的零件图型。但这种方法造三维图型时步骤较多,速度较慢,我们不妨用另一种方法,就是只画出零件的俯视图,然后加工在参数对话框中输入合适的参数,两种方法匀可得到零件的加工效果,但我们不难看出如果零件的俯视图能反映出零件所需加工轮廓用只画出零件的府视图的方法更加简单、快速、直观。零件进行轨迹仿真后,可返回MasterCAM9.0中操作介面主菜单,单击刀具路径—操作管理,选择后处理程式MPFAN,生成的程序。

2 将FANUC系统程序转化为SIEMENS802S/802C系统程序并将程序导入操作介面

(1)将FANUC系统程序转化为SIEMENS802S/802C系统程序。在桌面上新建一文本文档并打开,将生成的程序复制到该文本文档中,然后进行编辑。将程序第二句前的所有字符删除并写上G54,删除有括号的所有字符,删除SIEMENS802S/802C所不能认识的A0、G28、%、G02或G03后跟的进给速度及长度补正,G28可改为G74。将程序中的R改为CR=,保存文件。

(2)程序的导入。上面生成的程序,如果我们用手动输入操作面板,不仅速度慢,而且容易出错。因此,我们可以将程序直接转入操作面板,其具体方法为:打开斯沃数控仿真进入铣床操作面板,单击文件——打开,在文件类型中选择扩展名为TXT的文件,找到原程序存放的地址,选择文件并打开程序,数控机床操作面板上显示输入的程序。如图2所示。

图2

图3

3 实体仿真过程中数控机床的快速对刀

(1)常规对刀方法。数控程序一般按工件坐标系编程,对刀过程就是建立在工件坐标系编程与机床坐标系之间对应关系的过程,将工件的上表面中心点设为工件坐标系原点。常规对刀方法的思路是:选择一把适合于加工此零件的刀具,让刀具先靠近零件的右边,记录下此时的位置,然后,又让刀具靠近零件的左边,记录下此时的位置,通过此两位置的值计算出零件的X方向中点,用同样的方法计算出零件Y轴方向的中点,Z轴方向可在零件表面对刀也可用量块对刀。此对刀方法与数控机床操作时对刀方法一样,是学生学习数控操作的关键。但此方法对刀速度较慢,如果学生在已知道此种对刀方法后,每次仍然用这样的方法来对刀定会浪费大量的时间。这时我们最好选择另一种快速对刀的方法。

(2)快速对刀方法。分析零件的加工工艺,选择适合于加工某道工序的刀具,我们可以选择一把直径为20,长为120的刀具,打开斯沃仿真软件选择毛坯设置,得到如图3所示图型。

在输入存贮器中选择G54,在设置毛坯对话框中设置工件原点位置,此零件工件原点设置在上表面中心位置在X、Y、Z三个方向分别输入0、0、120(因前面选用的刀具长度为120)即可,然后设置好零件的尺寸勾选更换加工原点更换工件对话框。单击”刀补”按钮进入刀补输入画面,输入刀具半径补偿值。选择零件的加工程序加工出零件产品。如图4所示。

图4

参考文献

[1] 刘芬,吕怡方,蒋丽丽.数控仿真软件在高职院校数控教学中的应用研究[J].英才高职论坛,2009(1).

[2] 周济,周艳红.数控加工技术[M].国防工业出版社,2002.

[3] 王力爽.数控加工仿真及加工参数优化的研究[D].沈阳理工大学,2012.

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