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发表于 2015-11-17 03:26:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
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CAM机床仿真与检查的应用

CAM机床仿真与检查的应用

        本文运用并二次开发CAM机床仿真软件功能,用于解决任何刀轨产生的与机床相关的问题,为数控加工实现无图化、无人自动化提供了可靠的程序保障。
        NX 在CAD/CAM/CAE领域以其先进的技术和丰富的功能而闻名,广泛应用在航空、汽车和机械制造等领域,其中CAM功能更是以较好的二次开发性,高效率和高可靠性著称。CAM不但能为CNC提供高质量的刀具路径,而且在综合仿真与检查方面有很高的实用性。
        软件仿真功能简介
        通常,生成刀轨后需要通过切削仿真功能来对刀轨进行检查,NX切削仿真包括回放、2D仿真与3D仿真3种功能,通过切削仿真可以很直观地进行刀轨检查。但在整个加工过程中,除了对刀轨检查和优化外,机床、刀具、夹具以及工件之间的干涉问题也是不可回避的,因此在生成刀轨后,未做后处理之前,还需要进行机床的调试及干涉等相关问题的仿真与检查,NX CAM系统提供了相关的机床仿真与检查,图1为NX软件自带的机床组件。
       

CAM机床仿真与检查的应用

CAM机床仿真与检查的应用

        尽管NX自带的机床库包括了很多默认的数控机床模型组件(加工中心、铣床及车床等),但一般企业自己的数控加工机床与软件自带数控机床模型大不相同,因此,直接应用起来并不方便。我公司根据自身特点和需要,进一步开发了CAM机床仿真功能,用于解决任何刀轨产生的与机床相关的问题,并将一些知识反馈给设计人员,在设计零件时就考虑加工制造中可能出现的问题,节省了时间,降低了成本。
        CAM仿真和检查功能的优点
        1.可以在机床组件、夹具、刀具和工件间进行干涉冲突仿真检查,消除程序错误,减少机床、夹具、刀具和工件损坏的风险,提高机床的安全使用性能。
        2.可以预览所有的机床操纵,包括宏指令、固定循环、旋转头旋转、G代码及M代码等。
       

CAM机床仿真与检查的应用

CAM机床仿真与检查的应用

        3.提高机床的利用率,减少数控程序机床运行校验的时间,减少工件的加工时间,减少废品和重复工作,一些加工操作通过该可视化验证工具就可实现。
        4.可以大幅度提高加工效率。根据仿真结果修改切削参数,从而方便改善加工品质,降低调试时间和生产成本。
        5.可以作为机床操纵和编程新手的训练系统。
        机床仿真和检查的主要过程
        1.打开或导入设计图形,进入CAM模块,调入刀具库里面的刀具(刀具和刀柄),也可以根据“刀具创建”操作自己创建加工所需刀具,用加工模板生成程序刀轨,图2为编程与机床仿真和检查的系统构架。
        2.定义环境数据,环境数据包括零件毛坯,检查几何体、夹具等,这一步也可省略。
        3.定义机床驱动(The Machine Tool Driver),在机床库中选择机床编号调入所需机床。调节工件在机床的摆放位置,图3为选择从库中调入机床,图4选择机床编号调入。
       

CAM机床仿真与检查的应用

CAM机床仿真与检查的应用

        4.CAM机床仿真与检查。通过仿真控制面板设置参数,如碰撞、动画设置及动画操作等细节设置,再进行CAM机床仿真与检查。仿真时可以很方便查看NC程序的状态,记录碰撞的次数和位置,如机床不适合,还可以重置机床进行调换,图5为某模具在我公司大隈五轴加工中心的仿真实例。
        5.仿真检查后没问题的刀轨就可后处理,生成数控加工用的NC程序;刀轨有问题的反馈到加工环境,再次处理,处理后再次仿真检查;设计图形有问题的反馈给设计人员,更改设计图形,最终形成一个闭环控制系统。
       

CAM机床仿真与检查的应用

CAM机床仿真与检查的应用

        机床仿真和检查的实际应用
        我公司某侧围模具要求在大隈五面加工中心机床加工下模侧翻处,按其冲压方向用T302旋转头编程加工:C轴应旋转45°,B轴旋转75°。程序仿真时在左前方旋转头与模座发生碰撞(如图6 A处),调整旋转角度C轴至40°,再次仿真,碰撞面积减少。调整旋转角度C轴至35°,再次仿真,碰撞面积大幅减少。但通过观察,图6 B处有碰撞的趋势,所以不能再调整C轴角度。通过把刀具长度由200mm调整到150mm,再次仿真,碰撞消除(见图7调整后的角度和刀具长度)。通过仿真过程观察,各处都有安全量,并且加工没有负角,可以确定这个角度是加工的最佳角度。这就要求所有程序的刀具长度不能超过150mm,由于φ40球刀的长度都超过150mm,所以粗铣程序更改成φ30刀具。此组程序通过机床仿真检查调整后,后处理完车间加工正常,未造成碰撞和修改程序停机,节省了后续验证和修改的时间。
        结语
        通过二次开发CAM机床仿真的运用,提高了加工效率,改善了加工质量,节约了数控调试时间和成本,为我公司的无图化、精益化及无人自动化生产提供了可靠的编程技术保障。
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