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1前言
機(jī)械加工類自動(dòng)編程軟件種類較多,隨著版本的不斷更新技術(shù)日趨成熟,如MasterCAM最新版本的X9、UG、Pro-E等,在機(jī)械加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。常規(guī)的機(jī)械加工手工編程只能編出基本的平面加工圖形或者簡(jiǎn)單的走刀軌跡,對(duì)于復(fù)雜的空間曲面、曲線加工只能借助于自動(dòng)編程軟件編程?,F(xiàn)有的自動(dòng)編程軟件都是采用圖形交互式編程的方式,即首先要繪制出平面或者三維圖形,然后可以直接選中圖形輪廓和定義加工范圍,根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)或《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》設(shè)置刀具尺寸、加工進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速、下刀深度、加工余量、運(yùn)刀軌跡等參數(shù),自動(dòng)編程軟件能夠根據(jù)所選擇的數(shù)控機(jī)床類型后處理自動(dòng)生成相應(yīng)的NC程序。我國(guó)數(shù)控仿真加工軟件經(jīng)過(guò)近20多年發(fā)展,技術(shù)日趨成熟,各高等院校、教育機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多的有宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)、VNUC數(shù)控仿真軟件、斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件等,隨著產(chǎn)品的更新?lián)Q代大幅提升了仿真模擬效果,能使學(xué)員快速熟練掌握數(shù)控車床、銑床、加工中心和線切割機(jī)床的操作技術(shù),為理論學(xué)習(xí)到操作真實(shí)機(jī)床提供了較好的過(guò)渡。但是,在各高校、教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu),機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件和數(shù)控仿真軟件往往是獨(dú)立教學(xué)、獨(dú)立使用,沒(méi)有發(fā)揮軟件之間聯(lián)合使用的優(yōu)勢(shì)。機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件生產(chǎn)的程序一般不能直接傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床上之間加工,自動(dòng)生產(chǎn)的程序要經(jīng)過(guò)認(rèn)真核對(duì)確機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件與數(shù)控仿真軟件的綜合應(yīng)用文/梁毅峰本文根據(jù)高校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)實(shí)際情況,研究機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件與數(shù)控仿真軟件的綜合應(yīng)用技術(shù)。在傳統(tǒng)機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)中,自動(dòng)編程軟件生成的程序直接調(diào)入數(shù)控機(jī)床加工效果不盡理想,研究加入數(shù)控仿真軟件模擬環(huán)節(jié),通過(guò)軟件之間綜合應(yīng)用判斷,對(duì)程序中不當(dāng)參數(shù)進(jìn)行修改、不正確的走刀軌跡進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,得到較為成熟的加工程序,確保實(shí)際加工的工件質(zhì)量和機(jī)床操作人員的人身安全。摘要保每一參數(shù)無(wú)誤才可進(jìn)行實(shí)際加工,一但加工參數(shù)有誤輕則被加工件報(bào)廢,尤其是加工稀有貴重金屬損失較大,重則發(fā)生如撞刀類的影響機(jī)床操作人員人身安全的事故。研究機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件和數(shù)控仿真軟件的綜合應(yīng)用具有重要意義,自動(dòng)編制軟件生產(chǎn)的程序調(diào)入到數(shù)控仿真軟件中總體運(yùn)行監(jiān)測(cè),通過(guò)二次仿真模擬加工判斷,對(duì)程序中不當(dāng)參數(shù)進(jìn)行修改、不正確的走刀軌跡進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,生成較為成熟的加工程序,確保實(shí)際加工的工件質(zhì)量和加工安全。
2數(shù)控加工類軟件的綜合應(yīng)用
2.1機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件的應(yīng)用
國(guó)內(nèi)企業(yè)常見(jiàn)的機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件有Mastercam、UG、Pro-E、CAXA等,其中Mastercam軟件是美國(guó)CNC公司開發(fā)的,從80年代末我國(guó)引進(jìn)至今已升級(jí)到MastercamX9版本,因其強(qiáng)大后處理加工功能使其在機(jī)械加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。Mastercam自動(dòng)編程軟件教學(xué)往往作為高校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、企業(yè)培訓(xùn)上崗中機(jī)械專業(yè)、數(shù)控專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其優(yōu)點(diǎn)的功能強(qiáng)大、人機(jī)界面友好、學(xué)員上手快。Mastercam自動(dòng)編程軟件早期版本由三個(gè)獨(dú)立模塊組成,分別是設(shè)計(jì)模塊、車床模塊和銑削模塊,后來(lái)發(fā)展為集成平面繪圖、空間線架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、曲面設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型、多軸加工、刀具路徑模擬和仿真加工模擬、后處理計(jì)算為一體的綜合單一模塊軟件。相比較其他類自動(dòng)編程軟件,Mastercam自動(dòng)編程軟件的造型功能雖然不如UG、Pro-E等功能強(qiáng)大,但是Mastercam和其它類軟件有較好的兼容性,其它類繪圖軟件包括Autocad類繪圖軟件生產(chǎn)的圖形文件可以存儲(chǔ)為ISO指定要求格式,如autocad生產(chǎn)的文件存儲(chǔ)為DXF形式、Pro-E生成的文件存儲(chǔ)為STL形式,可很方便將圖形文件直接調(diào)入到Mastercam軟件中,具有較好的兼容性??芍苯釉贛astercam軟件中對(duì)調(diào)入的圖形進(jìn)行下一步選取和設(shè)置加工參數(shù)操作。MastercamX9版本增加了刀路分析功能,當(dāng)鼠標(biāo)懸停在刀具路徑上,可實(shí)時(shí)顯示進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、走刀方式和冷卻液開關(guān)狀態(tài)等,具有更好的人機(jī)交互性。其模擬加工模擬功能能對(duì)發(fā)生干涉或碰撞的部分進(jìn)行高色調(diào)渲染,提醒操作人員修改加工參數(shù)或走刀軌跡。
2.2數(shù)控仿真軟件的應(yīng)用
數(shù)控仿真軟件學(xué)習(xí)使用是機(jī)械類、數(shù)控類等專業(yè)學(xué)員在操作數(shù)控機(jī)床前,由理論學(xué)習(xí)到實(shí)際數(shù)控機(jī)床操作的基本過(guò)渡。國(guó)內(nèi)高校、企業(yè)培訓(xùn)等主要使用上海宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)、北京VNUC數(shù)控仿真軟件以及南京斯沃?jǐn)?shù)控仿真軟件等,數(shù)控仿真軟件具有高度的仿真模擬性,能幫助學(xué)員快速熟悉數(shù)控機(jī)床眾多按鍵的使用,熟練程序的編輯、輸入和校驗(yàn),能對(duì)被加工毛坯尺寸定義,能夠進(jìn)行刀具和夾具選擇,可以準(zhǔn)確模擬數(shù)控機(jī)床加工動(dòng)作、顯示走刀軌跡并對(duì)加工件準(zhǔn)確測(cè)量。數(shù)控仿真軟件的突出優(yōu)點(diǎn)是零耗材,不會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)不熟練、加工參數(shù)錯(cuò)誤等發(fā)生安全生產(chǎn)事故,并且參數(shù)設(shè)置靈活、被加工材料種類選擇豐富。隨著數(shù)控仿真軟件的更新?lián)Q代,其功能日趨完善,機(jī)械加工的切削聲、加工過(guò)程中飛濺的金屬屑等,讓學(xué)員身臨其境的沉浸在布置的加工任務(wù)中。目前的數(shù)控仿真軟件對(duì)Fanuc、西門子、三菱、大森、華中數(shù)控、廣州數(shù)控等國(guó)內(nèi)企業(yè)常用的數(shù)控系統(tǒng)均能高度模擬加工。
2.3多軟件間聯(lián)合應(yīng)用
目前各類對(duì)學(xué)員機(jī)械加工、數(shù)控技術(shù)等的教育培訓(xùn)往往是軟件的獨(dú)立使用教學(xué),軟件之間沒(méi)有充分的聯(lián)系和發(fā)揮作用。經(jīng)教學(xué)實(shí)踐,教育學(xué)員多軟件之間的聯(lián)合使用,更受學(xué)員歡迎,使學(xué)員更好的建立起機(jī)械加工、數(shù)控技術(shù)的整體思維概念,能更好的、更準(zhǔn)確完成布置的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)加工任務(wù)。多軟件之間的聯(lián)合應(yīng)用,應(yīng)注意軟件之間的握手協(xié)議要求,設(shè)置基準(zhǔn)要一致,如自動(dòng)編程軟件的編程原點(diǎn)要和數(shù)控仿真軟件的對(duì)刀點(diǎn)一致,否則會(huì)出現(xiàn)加工跑偏;編程軟件的毛坯尺寸要和數(shù)控仿真軟件的毛坯尺寸一樣,否則大大降低模擬效果;軟件間刀具尺寸、進(jìn)給速度F值、主軸轉(zhuǎn)速S值、下刀和提到速度等參數(shù)要設(shè)置一致。
3提升數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)效果
以Mastercam自動(dòng)編程軟件、宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)和XK7140數(shù)控銑床聯(lián)合實(shí)訓(xùn)雕刻加工銑削任務(wù)為例。首先,使用Mastercam自動(dòng)編程軟件繪制毛坯和雕刻內(nèi)容、設(shè)置加工參數(shù)和進(jìn)行初步模擬加工,經(jīng)模擬校驗(yàn)后,生成NC程序,可存儲(chǔ)為記事本TXT文本形式備用。使用宇龍數(shù)控仿真軟件,做松開急停、開機(jī)回機(jī)械原點(diǎn)等準(zhǔn)備工作,對(duì)毛坯尺寸進(jìn)行定義、選擇好刀具并做好對(duì)刀設(shè)置坐標(biāo)系工作,采用間接對(duì)刀的方式利用軟件提供的塞尺或量塊準(zhǔn)確對(duì)好X、Y、Z坐標(biāo);通過(guò)數(shù)控仿真軟件內(nèi)屏幕下方軟鍵選擇PROG、操作、F檢索,打開自動(dòng)編程軟件存儲(chǔ)的TXT文本程序,分別選擇Read和EXEC執(zhí)行按鍵讀入程序,將存儲(chǔ)的自動(dòng)編程軟件生成的NC程序調(diào)入數(shù)控仿真軟件,數(shù)控仿真軟件加工模擬如圖3。在自動(dòng)模式下選擇運(yùn)行程序,如發(fā)現(xiàn)走刀軌跡、加工參數(shù)等有誤,在編輯模式下修改后再次運(yùn)行,直至能夠滿足加工要求。經(jīng)模擬無(wú)誤的程序可以存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī),通過(guò)計(jì)算機(jī)COM1或COM2接口,經(jīng)數(shù)據(jù)線連接到XK7140數(shù)控銑床RS-232接口。數(shù)控程序可以通過(guò)Mastercam軟件自帶Editor模塊傳輸,也可以用專用傳輸軟件發(fā)送到XK7140數(shù)控銑床。
4結(jié)束語(yǔ)
本文對(duì)機(jī)械加工自動(dòng)編程軟件、數(shù)控仿真軟件和數(shù)控機(jī)床之間的綜合應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了深入研究。通過(guò)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐,機(jī)械加工和數(shù)控技術(shù)多軟件間的綜合使用,能夠充分利用資源,讓學(xué)員更好的建立起整體加工技術(shù)的思維概念,較好的利用各軟件的優(yōu)勢(shì),并能比較出軟件使用之間的差別和聯(lián)系,進(jìn)一步提高軟件使用水平和實(shí)際加工能力。多軟件的綜合使用能夠完善和豐富數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)內(nèi)容,有助于對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容準(zhǔn)確定位,同時(shí)在充分模擬校驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)際加工,提高了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的安全性。
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作者:梁毅峰 單位淮北職業(yè)技術(shù)學(xué)院
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊