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2002級(jí)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
1引言
1.1并聯(lián)機(jī)床
并聯(lián)機(jī)床是近年發(fā)展起來的一種新一代機(jī)床,其工作原理和結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)的以笛卡爾坐標(biāo)為基礎(chǔ)的串聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床,有很大的不同。與傳統(tǒng)機(jī)床相比,并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛度高、動(dòng)態(tài)性能好、速度快、可重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。由于它易于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的空間運(yùn)動(dòng),因而具有十分廣闊的應(yīng)用前景,是加工復(fù)雜零件的一個(gè)生力軍。
1.1.1并聯(lián)機(jī)床在國(guó)際上的發(fā)展?fàn)顩r
自60年代并聯(lián)機(jī)構(gòu)首次應(yīng)用于飛行模擬器,并聯(lián)機(jī)構(gòu)在許多領(lǐng)域的應(yīng)用顯示了它所具有的強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和實(shí)用價(jià)值,越來越多的專家學(xué)者嘗試將并聯(lián)機(jī)構(gòu)應(yīng)用于機(jī)床制造業(yè)。同時(shí)傳統(tǒng)機(jī)床由床身、立柱、主軸箱和工作臺(tái)等部件串聯(lián)而成的非對(duì)稱“C”型結(jié)構(gòu)布局所固有的缺陷,迫使全球機(jī)床制造業(yè)開發(fā)新型制造設(shè)備與系統(tǒng)。早在1993年美國(guó)得克薩斯州自動(dòng)化與機(jī)器人研究所,成功地研制出可完成銑、磨、鉆、惶、拋光和高能束等多種加工的并聯(lián)加工機(jī)械手。1994年在美國(guó)芝加哥MTS'94博覽會(huì)上美國(guó)Ingersoll銑床公司、Giddings&Lewis公司和Hexel公司,首次展出了稱為“六足蟲”和“變異型”的數(shù)控機(jī)床與加工中心并引起轟動(dòng),標(biāo)志著并聯(lián)機(jī)構(gòu)正式進(jìn)入機(jī)床制造領(lǐng)域。
1.1.2并聯(lián)機(jī)床在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r
1994年并聯(lián)機(jī)床在國(guó)際上首次展出之后,中國(guó)各高校和科研單位也紛紛投入力量進(jìn)行研究[53-66]自1998年至今的歷界北京機(jī)床展,均有新型的并聯(lián)機(jī)床問世。在1998年的北京機(jī)床展上,展出了由清華大學(xué)和天津大學(xué)聯(lián)合研制的我國(guó)第一臺(tái)并聯(lián)機(jī)床樣機(jī).1999年北京中國(guó)國(guó)際機(jī)床展上,哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的BJ-30型并聯(lián)機(jī)床成功地進(jìn)行了葉輪加工的演示,同時(shí),(這次展覽會(huì)上還展出了由天津大學(xué)與天津機(jī)床廠聯(lián)合研制的3自由度并聯(lián)機(jī)床。2001年北京中國(guó)國(guó)際機(jī)床展上,哈爾濱工業(yè)大學(xué)與哈爾濱量具刃具廠聯(lián)合研制了BLJ一工型并聯(lián)機(jī)床成功地進(jìn)行了不銹鋼汽輪機(jī)葉片的加工演示,這是目前國(guó)際上首次在公開場(chǎng)合利用并聯(lián)機(jī)床切削不銹鋼件。此外,東北大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)和北京理工大學(xué)等也都在進(jìn)行并聯(lián)機(jī)床的研究工作。我國(guó)并聯(lián)機(jī)床已由試驗(yàn)逐漸向產(chǎn)業(yè)化過渡。
1.1.3并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)原理
我校的并聯(lián)機(jī)床是基于Stewart平臺(tái)的6自由度并聯(lián)機(jī)床。主要由定平臺(tái)、動(dòng)平臺(tái)、
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以及6根驅(qū)動(dòng)桿所組成。驅(qū)動(dòng)桿的一端經(jīng)虎克鉸與定平臺(tái)相連,另一端虎克鉸與動(dòng)平臺(tái)相連。通過改變6根驅(qū)動(dòng)桿的桿長(zhǎng),動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)刀具可以實(shí)現(xiàn)不同的位置和姿態(tài)。
對(duì)并聯(lián)機(jī)床來說,已知六個(gè)驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)度,求解刀頭點(diǎn)或動(dòng)平臺(tái)位姿為運(yùn)動(dòng)學(xué)正問題,反之,己知刀頭點(diǎn)或動(dòng)平臺(tái)位姿,求解六個(gè)驅(qū)動(dòng)桿長(zhǎng)度稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問題。機(jī)床的正解用于監(jiān)控,逆解用于加工控制。并聯(lián)機(jī)床正解并聯(lián)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)位置正解需要求解非線性方程組,對(duì)于同一組桿長(zhǎng)值,最多可解出動(dòng)平臺(tái)的40組位姿,所以并聯(lián)機(jī)床的正解并不唯一。對(duì)于一般6-6型結(jié)構(gòu),尚無通用的封閉解,目前比較常用的正解方法是優(yōu)化法。在分析驅(qū)動(dòng)桿線性插補(bǔ)引起的刀具軌跡偏差時(shí)用到正解。而反解是唯一的。
1.1.4并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)軟件信息流程及基本功能實(shí)現(xiàn)
數(shù)控系統(tǒng)接收控制代碼程序,將其解釋為內(nèi)部能識(shí)別的表達(dá)方式,依據(jù)一定的工藝加工要求,組織為機(jī)床的運(yùn)動(dòng)或邏輯動(dòng)作,加工出符合要求的零件。如圖2所示為并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的信息流。
1.1.5數(shù)據(jù)文件
并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)可以接收兩種格式的數(shù)據(jù)文件:標(biāo)準(zhǔn)APT格式的刀位文件和G
代碼。對(duì)于具有復(fù)雜曲面的零件我們采用自動(dòng)編程軟件。并聯(lián)機(jī)床主要面向復(fù)雜曲面
的零件加工,手工編程無法完成數(shù)控加工程序的編制。因此復(fù)雜曲面的造型、排刀均
由UG來完成。并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)主要接收來自UG的刀位文件,專門開發(fā)了一個(gè)面向
并聯(lián)機(jī)床的后置處理模塊。在提供自動(dòng)編程接口的同時(shí),并聯(lián)機(jī)床還應(yīng)該具有編輯簡(jiǎn)單零件加工程序的能力。參數(shù)化編程模塊為操作者提供了手工輸入刀具軌跡參數(shù),自動(dòng)完成數(shù)值計(jì)算、代碼生成、刀位驗(yàn)證的一個(gè)編程環(huán)境。
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1.2Unigraphics簡(jiǎn)介
Unigraphics(簡(jiǎn)稱UG)是美國(guó)SolutionsofEDS公司推出的CAD/CAM/CAE一體化軟件,它擁有無縫集成的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境,不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和生成工程圖等設(shè)計(jì)功能,而且在設(shè)計(jì)過程中可以進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬,提高設(shè)計(jì)的可靠性。通過通用的后置處理器,可驅(qū)動(dòng)任何數(shù)控機(jī)床,將零件加工出來。它的功能覆蓋了整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過程,即覆蓋了從概念設(shè)計(jì)、功能工程、工程分析、加工制造到產(chǎn)品發(fā)布的全過程,廣泛應(yīng)用在航空、汽車、機(jī)械、電器電子等工業(yè)領(lǐng)域。
UG的CAD功能是提供標(biāo)準(zhǔn)工程技術(shù)、設(shè)計(jì)、畫圖、建模、分析等;而其CAM功能是在完成設(shè)計(jì)以后,UG的制造模塊可以輸入制造信息,諸如刀具直徑、切削用量、主軸轉(zhuǎn)速、切削速度等,自動(dòng)生成刀具位置源文(CLSF)。UG的造型模塊有功能很強(qiáng)的核心模塊(即曲線和曲面生成模塊)和與之相輔的二次開發(fā)工具GRIP(圖形交互編程語言),容易產(chǎn)生解析的或非解析的曲面。UG在造型畫圖上的優(yōu)勢(shì)還在于它只在一個(gè)視圖上工作(對(duì)點(diǎn)、線等造型),其它視圖上會(huì)自動(dòng)生成相應(yīng)的投影幾何形狀。它還可以通過一些模塊,如用B樣條來對(duì)曲線、曲面進(jìn)行修剪、拼湊等操作,從而達(dá)到用戶所需之造型,而且省時(shí),準(zhǔn)確。制造模塊具有2.5~5軸的數(shù)控加工能力,可以直接加工實(shí)體造型模塊生成的任何實(shí)體模型。能自動(dòng)檢測(cè)碰刀,避免過切,可進(jìn)行加工過程的動(dòng)態(tài)仿真及加工路徑模擬校核,能給出加工方向,并考慮生成最佳走刀軌跡。加工曲面表面光順,只要給定刀痕高度,可自動(dòng)確定刀具走刀路徑和尺寸。同時(shí)還具有通用性極強(qiáng)的后置處理程序、能生成西門子、發(fā)那克、辛辛拉提等80多種數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的G代碼程序,驅(qū)動(dòng)機(jī)床動(dòng)作,真正實(shí)現(xiàn)CAD/CAM集成制造。UG的加工制造模塊功能極強(qiáng),它在航空制造業(yè)和模具制造業(yè)已有十幾年成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),是其它應(yīng)用軟件無法比擬的。
1.3VERICUT簡(jiǎn)介
VERICUT作為制造業(yè)的軟件解決方案,為數(shù)控加工提供了虛擬仿真平臺(tái),對(duì)于提升數(shù)控加工水平具有重要作用。在VERICUT平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)控加工工藝研究,并把研究成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中,極大地提高了對(duì)高精度復(fù)雜零件的加工能力和效率,隨著研究的深入,該虛擬制造技術(shù)將應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域。
VERICUT在仿真、驗(yàn)證和分析NC程序時(shí),能夠檢測(cè)出問題自動(dòng)報(bào)警,并統(tǒng)計(jì)出
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錯(cuò)誤的數(shù)量及發(fā)生位置。VERICUT的三維仿真分析功能完全與車間實(shí)際加工一樣,對(duì)于保證NC程序精確性、降低勞動(dòng)強(qiáng)度及提高生產(chǎn)效率具有現(xiàn)實(shí)意義。在數(shù)控加工中,影響零件制造精度的因素較多,其中NC程序的好壞優(yōu)劣起著重要的作用。因此如何以更優(yōu)的NC程序投入到零件生產(chǎn)中,也成為研究的一個(gè)重點(diǎn)。NC程序中包含的切削參數(shù)主要有主軸轉(zhuǎn)速、切削進(jìn)給率、切入進(jìn)給率、切深及切削寬度等,這些參數(shù)是否合理對(duì)于NC程序的好壞起著決定性作用。對(duì)NC程序的優(yōu)化主要是針對(duì)上述參數(shù)的優(yōu)化,如果進(jìn)行手工優(yōu)化將是十分繁瑣的勞動(dòng),而把虛擬制造技術(shù)用于NC程序優(yōu)化,將使該項(xiàng)工作變得十分簡(jiǎn)單,并且可以反復(fù)優(yōu)化,直到獲得滿意的結(jié)果。仿真系統(tǒng)在仿真NC程序時(shí),系統(tǒng)能夠計(jì)算刀具在任何時(shí)刻的切削量,因此利用這個(gè)前提條件,主要在兩方面對(duì)NC程序進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化,即維持恒定的每齒切削碎片厚度和維持恒定的切削體積。維持恒定的每齒切削碎片厚度或切削體積,或兩者均維持恒定,可以改善切削條件和工件表面切削質(zhì)量,提高效率及延長(zhǎng)刀具壽命,避免切削振動(dòng)影響加工精度。通過自定義一些優(yōu)化設(shè)置,結(jié)合系統(tǒng)本身所具有的關(guān)于切削條件的專家知識(shí),在仿真過程中控制系統(tǒng),使其對(duì)NC程序進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化。如結(jié)合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)自身的功能定義最大進(jìn)給率、最大主軸轉(zhuǎn)速、預(yù)期切削深度及切削寬度等,系統(tǒng)就會(huì)在仿真NC程序的同時(shí),計(jì)算任一時(shí)刻刀具切削量,并在維持切削碎片厚度或切削體積不變的前提下,自動(dòng)賦予每一程序段合適的進(jìn)給率和主軸轉(zhuǎn)速,從而完成NC程序的自動(dòng)優(yōu)化。優(yōu)化后的NC程序優(yōu)點(diǎn)是可以延長(zhǎng)刀具壽命,使工件具有較高的表面質(zhì)量,提高切削效率。
1.4上海宇龍仿真軟件介紹
九十年代初源自美國(guó)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種富有價(jià)值的工具,可以提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)層次、挖掘其潛力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)上的價(jià)值體現(xiàn)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造,可以降低成本,避免新產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險(xiǎn);用于產(chǎn)品演示,可借多媒體效果吸引客戶、爭(zhēng)取訂單;用于培訓(xùn),可用“虛擬設(shè)備”來增加員工的操作熟練程度。
本軟件可以滿足企業(yè)數(shù)控加工仿真和教育部門數(shù)控技術(shù)教學(xué)的需要。該軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控銑和數(shù)控車加工全過程的仿真,其中包括毛坯定義與夾具,刀具定義與選用,零件基準(zhǔn)測(cè)量和設(shè)置,數(shù)控程序輸入、編輯和調(diào)試,加工仿真以及各種錯(cuò)誤加檢測(cè)功能。
這個(gè)仿真軟件主要是操作的仿真,而Vericut是加工過程的仿真,二者綜合起來可以對(duì)一名數(shù)控人員有全面的提高。
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2.迷宮的造型銑削
2.1迷宮的UG造型
2.1.1UG的迷宮造型
本課題是迷宮造型銑削,首先利用UG2.0的CAD模塊對(duì)迷宮進(jìn)行造型,具體操作過程如下:
1.打開ug,開始-程序—unigraphicsnx2.0-unigraphicsnx
2.新建一個(gè)文件,命名為Migong,單位為毫米,系統(tǒng)進(jìn)入基礎(chǔ)環(huán)境模塊,該模塊是其他應(yīng)用模塊的基礎(chǔ)平臺(tái)。
3.在ug基礎(chǔ)環(huán)境模塊中進(jìn)入建模模塊,點(diǎn)擊菜單欄application-modeling.
4.點(diǎn)擊工具條中的block,建立一個(gè)長(zhǎng)和寬都為100高為10的長(zhǎng)方體。
5.繪制盤形螺旋線作為后面掃描的引導(dǎo)線,具體過程如下:
(1)啟動(dòng)繪制螺旋曲線命令。
(2)指定長(zhǎng)方體的上表面的中心作為螺旋線的基點(diǎn)。
(3)設(shè)置半徑方式使用規(guī)律曲線。
(4)單擊Linear按鈕,設(shè)置半徑的起始值為2,終止值為45。單擊OK按鈕。設(shè)置螺旋曲線的參數(shù)為:圈數(shù)為7,螺距為0。單擊OK生成盤形螺旋線。
6.繪制一個(gè)長(zhǎng)方形草圖作為后面掃描的的截面,具體過程如下:
(1)點(diǎn)擊insert-sketch,建立一個(gè)草圖,選擇xc-zc平面。
(2)在草圖面上畫出一個(gè)長(zhǎng)方形。長(zhǎng)為1.5,寬為5,基點(diǎn)為螺旋線的終止點(diǎn)。
(3)完成sketch,返回到model界面。
7.使用掃描來完成迷宮的主要形狀。點(diǎn)擊insert-freeformfeature-swept,彈出的對(duì)話框提示你選擇導(dǎo)引線,選擇上面生成的平面螺旋線,點(diǎn)擊確定,一直到下面提示你選擇截面曲線為止。選擇上面生成的長(zhǎng)方形草圖作為截面。點(diǎn)擊OK進(jìn)行掃描。
8.由于掃描時(shí)截面一直是垂直引導(dǎo)線,所以最后生成的中間難看,不過這里可以通過拉伸命令來修復(fù)。具體的的截面沒有尺寸的要求,只要美觀和刀具能進(jìn)去加工就行了。
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到這里迷宮的造型就完成了。如圖:
2.2UG的迷宮造型銑削
下面利用ug的cam模塊來編制迷宮造型的數(shù)控程序。具體過程如下:
1.將迷宮模型導(dǎo)入ug的manufacturing模塊,點(diǎn)擊菜單欄application-manufacturing,彈出加工環(huán)境對(duì)話框,選擇cam-general。
2.選擇輪廓銑環(huán)境。在camsetup列表選擇mill_counter,單擊initialize進(jìn)入cam_general加工環(huán)境。
3.創(chuàng)建加工坐標(biāo)系,也就是常說的編程原點(diǎn),只在后置處理起作用。
(1)單擊操作導(dǎo)航工具條中的geometryview圖標(biāo),切換操作導(dǎo)航工具到幾何視圖。
(2)在操作導(dǎo)航工具的幾何視圖中雙擊mcs_mill節(jié)點(diǎn),打開mill_geom對(duì)話框。
(3)單擊orgin按鈕,利用彈出的點(diǎn)構(gòu)造器選取毛坯的中心,改變加工坐標(biāo)系的位置到毛坯上表面的中心。
4.創(chuàng)建加工幾何體即毛坯,根據(jù)實(shí)際來創(chuàng)建,這里是一個(gè)包容的長(zhǎng)方體。
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(1)在操作導(dǎo)航工具的幾何視圖中雙擊workpiece節(jié)點(diǎn),打開mill_geom對(duì)話框,開始編輯零件幾何體,因?yàn)閣orkpiece節(jié)點(diǎn)實(shí)際尚未指定零件幾何,因此單擊mill_geom對(duì)話框中的part圖標(biāo),再單擊select按鈕,彈出零件幾何對(duì)話框,在ug主窗口中選取整個(gè)零件作為零件幾何,單擊OK關(guān)閉對(duì)話框。
(2)單擊mill_orient對(duì)話框中的blank圖標(biāo),再單擊select按鈕,彈出毛坯集合對(duì)話框。
(3)毛坯幾何對(duì)話框中的設(shè)置如下圖所示,單擊ok關(guān)閉兩級(jí)對(duì)話框。完成毛坯的設(shè)置。
5.創(chuàng)建刀具,在加工時(shí)只用到一把4的立銑刀。
(1)選取加工創(chuàng)建工具條中的創(chuàng)建刀具圖表(createtool),彈出創(chuàng)建刀具對(duì)話框。
(2)在創(chuàng)建刀具對(duì)話框中指定各種操作類型,單擊apply進(jìn)入刀具定義對(duì)話框,在對(duì)話框中指定下面各種參數(shù):
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6.創(chuàng)建操作,迷宮造型只要用平面銑。具體如下:
(1)資源條中的operationnavigator選項(xiàng)卡,打開操作導(dǎo)航工具,單擊操作導(dǎo)航工具條中的programorderview圖標(biāo),切換操作導(dǎo)航工具到操作目錄視圖。
(2)單擊manufacturingcreate工具條中的createoperation圖標(biāo),彈出創(chuàng)建類型,共享數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn),以及操作名稱的選擇,單擊apple按鈕進(jìn)入face_mill。對(duì)話框如下圖:
(3)選擇要加工的表面,選建模時(shí)長(zhǎng)方體的上表面。
(4)設(shè)置切削方法為沿零件輪廓,步距為刀具直徑的70%,毛坯深度為3mm,每次切深為1mm,詳細(xì)如圖:
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(5)點(diǎn)擊Method按鈕,設(shè)置切入切出方式,和跨越方式。這里切入切出用默認(rèn),跨越方式采用安全平面。
(6)點(diǎn)擊Automatic按鈕,設(shè)置進(jìn)退刀方式。設(shè)為按形狀進(jìn)退刀。
(7)點(diǎn)擊Cutting按鈕,設(shè)為順銑,內(nèi)外公差都是0.03,余量為0。
(8)點(diǎn)擊Avoidance按鈕,設(shè)置避讓體,設(shè)置安全平面在毛坯上表面3mm,其他參數(shù)默認(rèn)。
(9)點(diǎn)擊FeedRates按鈕,設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速2000r/mm。切削速度200mm/min。
(10)點(diǎn)擊Machine按鈕,運(yùn)動(dòng)輸出形式僅為直線,開關(guān)冷卻液。7.單擊按鈕,生成刀軌,并進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。仿真結(jié)果如圖:
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至此,迷宮造型的cam加工過程已經(jīng)完成,為了上并聯(lián)機(jī)床加工,必須生成G代碼或cls文件,我們利用UGPOST來進(jìn)行后處理,生成G代碼或cls文件。
我們知道,數(shù)控機(jī)床的控制器不同,所使用的NC程序格式就不一樣,因此。操作中的刀軌必須經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成特定機(jī)床控制器所能夠接受的特定格式的NC程序,為此,要使用我校的并聯(lián)機(jī)床加工迷宮,就要建立一個(gè)適合我校并聯(lián)機(jī)床的后處理程序。
單擊開始-程序—unigraphicsnx2.0-posttools-postbuilder,打開UG后處理器,對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,建立一個(gè)名為Mymill的程序,如下圖
后處理器建立后,在UG中選擇程序視圖中的加工操作,使之高亮顯示,單擊按鈕,可以看到UG中已經(jīng)建立了一個(gè)名為Mymill的后處理器,選擇它,單擊確定,
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使之保存在指定的磁盤中。生成的G代碼程序如下:(篇幅有限,只有部分)
%
N0010G40G49G97G80G21
N0020G91G28Z0.0
:0030T01M06
N0040G43H02
N0050G0G90X47.205Y54.7S1600M03
N0060Z3.
N0070Z2.
N0080G1Z-1.F200.M08
N0090X50.045Y51.7F200.
N0100X51.7Y49.951F200.
N0110G0X54.7Y46.782
N0120Z2.
N0130Z9.
N0140X42.667Y54.7
下面生成是UG的cls文件。
TOOLPATH/FACE_MILLING,TOOL,T1D4
TLDATA/MILL,4.0000,0.0000,75.0000,0.0000,0.0000
MSYS/50.0000,50.0000,13.0000,1.0000000,0.0000000,0.0000000,0.00000
00,1.0000000,0.0000000
$$centerlinedata
PAINT/PATH
PAINT/SPEED,10
LOAD/TOOL,1
SET/ADJUST,2
PAINT/COLOR,186
RAPID
GOTO/47.2051,54.7000,3.0000,0.0000000,0.0000000,1.0000000
PAINT/COLOR,211
RAPID
GOTO/47.2051,54.7000,2.0000
PAINT/COLOR,42
FEDRAT/MMPM,200.0000
GOTO/47.2051,54.7000,-1.0000
GOTO/50.0446,51.7000,-1.0000
PAINT/COLOR,31
GOTO/51.7000,49.9511,-1.0000
3.利用Vericut仿真加工過程
3.1進(jìn)入Vericut5.3
打開“開始”菜單。在“程序/CGTechVERICUT5.3/”中選擇“LicenseServer”
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中“StartServer”點(diǎn)擊,先啟動(dòng)服務(wù)器;在“程序/CGTechVERICUT5.3/”中選擇“VERICUT5.3”點(diǎn)擊,啟動(dòng)軟件。
3.2新建項(xiàng)目
點(diǎn)擊菜單“File”中選擇“NEWSession”就新建了一個(gè)新項(xiàng)目。
3.3設(shè)置單位
點(diǎn)擊菜單“File”中在選擇“Properties”點(diǎn)擊,此時(shí)出現(xiàn)單位設(shè)置窗口界面如圖1-1-1所示,選擇單位Millimeter(毫米),機(jī)床選擇(Mill)銑床,然后點(diǎn)擊OK(確定)。
圖1-1-1
3.4定義毛坯
點(diǎn)擊菜單“Model”中在選擇“ModelDefinition”點(diǎn)擊,此時(shí)出現(xiàn)定義毛坯窗口界面如圖1-1-2所示,選擇有效單元“ActiveComponent”中的毛坯“Stock”,毛坯的長(zhǎng)是100mm寬是100mm高是13mm,然后點(diǎn)擊Add添加,然后點(diǎn)擊OK(確定)??梢钥匆娒魅鐖D1-1-3所示。如果毛坯模型復(fù)雜的也可以通過三維繪圖軟件來建模,通過格式來轉(zhuǎn)換,這樣建毛坯就方便了。
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圖1-1-2圖1-1-3
3.5定義刀具
點(diǎn)擊菜單“Setup”中在選擇“ToolManage”單擊,此時(shí)出現(xiàn)刀具管理窗口界面如圖1-1-4,單擊右鍵,選擇“NewTool”中的“Mill”單擊,右擊選擇“Cutter”點(diǎn)擊,出現(xiàn)添加刀具窗口如圖1-1-5,新建一把ID號(hào)是1直徑是4mm的立銑刀(里的ID號(hào)一定要是程序里的刀號(hào)),然后點(diǎn)擊OK(確定),就返回到刀具管理窗口,出現(xiàn)刀具預(yù)覽刀具如圖1-1-6,后點(diǎn)擊關(guān)閉將出現(xiàn)窗口提示如圖1-1-7所示,點(diǎn)擊“YES”后就出現(xiàn)保存的界面,選擇保存路徑和輸入保存名稱。然后點(diǎn)擊保存“SAVE”,關(guān)閉保存窗口將出現(xiàn)窗口提示如圖1-1-8所示,點(diǎn)擊“YES”就完成刀具的定義。
圖1-1-4
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圖1-1-5
圖1-1-6
圖1-1-7圖1-1-8
3.6定義編程原點(diǎn)
點(diǎn)擊菜單“Crood.system”中在選擇“Define”單擊,此時(shí)出現(xiàn)定義編程原點(diǎn)窗口界面如圖1-1-9所示,選擇“CroodinateSystemName”中的“Opientation1”,再點(diǎn)擊“Location”中的“Position”的文本框,文本框邊圍就會(huì)有黃色的方框,然后選擇編程原點(diǎn)上面中心如圖1-1-10,點(diǎn)擊“OK”完成編程原點(diǎn)的定義。預(yù)覽剛建的原點(diǎn)是否正確,右擊窗口如圖1-1-11進(jìn)行操作,就可見原點(diǎn)是正確的如圖1-1-12,
再用同樣的方法把原點(diǎn)隱藏,要不大大減慢仿真的時(shí)間。
圖1-1-10
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圖1-1-9
3.7選擇控制器
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圖1-1-11
圖1-1-12
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點(diǎn)擊菜單“Setup”中的“Control”選擇“Open”,直接在庫里調(diào)用已有的控制器在這里選“cgtech53\library\fan0m.ctl”發(fā)蘭克0的銑床控制器。庫里的控制器很多,市面上常用的系統(tǒng)都有,系統(tǒng)也分不同的型號(hào)。這要根據(jù)自己的機(jī)床來選或新建。
3.8選擇機(jī)床
點(diǎn)擊菜單“Setup”選擇“Machine”中的“Open”,直接在庫里調(diào)用已有的機(jī)床在這里選“C:\cgtech53\library\g3vm.mch”普通三軸立銑機(jī)床。庫里的機(jī)床很多,可以根據(jù)實(shí)際的機(jī)床來選或新建。
3.9調(diào)程序代碼
點(diǎn)擊菜單“Setup”選擇“Toolpath”中的“Open”,點(diǎn)擊“Add”來添加加工程序,還要選上程序原點(diǎn),選擇剛才建好的原點(diǎn)。要不仿真不出來。具體如圖1-1-13
圖1-1-13
3.10設(shè)置機(jī)床運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)擊菜單“Setup”選擇“Motion”來根據(jù)機(jī)床的實(shí)際參數(shù)來設(shè)置G00的運(yùn)動(dòng)速
度,在這里設(shè)為1000mm/min,這樣才能正確的仿真出實(shí)際加工的時(shí)間,在這里可以選擇任意段程序來仿真,設(shè)置在每次出錯(cuò)的地方暫停。具體如圖1-1-14
3.11開始仿真和結(jié)果
點(diǎn)擊右下角的播放按鈕圖1-1-15,開始仿真。結(jié)果如圖1-1-16,所用時(shí)間如圖1-1-17,到這里就完成迷宮的仿真。
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圖1-1-14
圖1-1-15
圖1-1-16
圖1-1-17
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4.利用上海宇龍數(shù)控加工仿真系統(tǒng)仿真加工過程
4.1進(jìn)入系統(tǒng)
打開“開始”菜單。在“程序/數(shù)控加工仿真系統(tǒng)/”中選擇“數(shù)控加工仿真系統(tǒng)(FANUC)”點(diǎn)擊,進(jìn)入。
4.2選擇機(jī)床
點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/選擇機(jī)床?”,在選擇機(jī)床對(duì)話框中控制系統(tǒng)選擇FANUC,機(jī)床類型選擇立式銑床并按確定按鈕。
4.G機(jī)床回零
在操作面板的MODE旋鈕位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵,將旋鈕撥到REF檔,再點(diǎn)擊加號(hào)按鈕,此時(shí)X軸將回零,相應(yīng)操作面板上X軸的指示燈亮,同時(shí)CRT上的X坐標(biāo)發(fā)生變化;依次用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊旋鈕,再用左鍵點(diǎn)擊加號(hào)按鈕,可以將Y和Z軸回零,此時(shí)CRT和操作面板上的指示燈變亮。
4.4安裝零件
點(diǎn)擊菜單“零件/定義毛坯?”,在定義毛坯對(duì)話框中將零件尺寸改為高13、長(zhǎng)和寬100,并按確定按鈕。
點(diǎn)擊菜單“零件/安裝夾具?”,在選擇夾具對(duì)話框中,選擇零件欄選取“毛坯1”,選擇夾具欄選取“平口鉗”,夾具尺寸用缺省值,并按確定按鈕。
點(diǎn)擊菜單“零件/放置零件?”,在選擇零件對(duì)話框中,選取名稱為“毛坯1”的零件,并按確定按鈕,界面上出現(xiàn)控制零件移動(dòng)的面板,可以用其移動(dòng)零件,此時(shí)點(diǎn)擊面板上的退出按鈕,關(guān)閉該面板,零件已加緊在平口鉗并放置在機(jī)床工作臺(tái)面上。
4.5輸入NC程序
數(shù)控程序可以通過記事本或?qū)懽职宓染庉嬡浖斎氩⒈4鏋槲谋靖袷轿募?,也可直接用FANUC系統(tǒng)的MDI鍵盤輸入。點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/DNC傳送?”,再打開文件對(duì)話框選取文件“migong.nc”,點(diǎn)擊打開按鈕。
點(diǎn)擊菜單“視圖/控制面板切換”,打開FANUC系統(tǒng)的MDI鍵盤,將操作面板的MODE旋鈕切換到DNC位置。點(diǎn)擊MDI鍵盤上的program鍵,CRT如圖1所示。在通過
MDI鍵盤一次輸入O01,再點(diǎn)擊input鍵,即可輸入編輯好的迷宮加工程序。
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圖1輸入數(shù)控程序前后的CRT界面
4.6對(duì)基準(zhǔn)、裝刀具
數(shù)控程序以零件上表面中心點(diǎn)為原點(diǎn),下面將說明如何通過對(duì)基準(zhǔn)來建立工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系的關(guān)系。
點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/基準(zhǔn)工具?”,在基準(zhǔn)工具對(duì)話框中選取左邊的剛性圓柱基準(zhǔn)工具,其直徑為14mm,將操作面板中MODE旋鈕切換到JOG,點(diǎn)擊MDI鍵盤的按鈕,利用操作面板上的按鈕和X、Y、Z軸的控制旋鈕,將機(jī)床移動(dòng)到大致位置。
點(diǎn)擊菜單“塞尺檢查/1mm”,首先對(duì)X軸方向的基準(zhǔn),將基準(zhǔn)工具移動(dòng)到合適的位置,將操作面板的MODE旋鈕切換到STEP,通過調(diào)節(jié)操作面板上的倍率旋鈕和按鈕移動(dòng)基準(zhǔn)工具,使得提示信息對(duì)話框顯示“塞尺檢查的結(jié)果:合適”,記下此時(shí)CRT中的X坐標(biāo)113.503,此為基準(zhǔn)工具中心的X坐標(biāo),故工件中心的X座標(biāo)為113.503-1 (塞尺厚度)-14/2(基準(zhǔn)工具半徑)-240/2(取工件中心為原點(diǎn))=-14.497,同樣操作可得到工件中心的Y座標(biāo)為-153.429。X、Y方向基準(zhǔn)對(duì)好后,點(diǎn)擊菜單“塞尺檢查/收回塞尺”收回了塞尺,抬高并點(diǎn)擊“機(jī)床/拆除工具”拆除基準(zhǔn)工具,點(diǎn)擊菜單“機(jī)床/選擇刀具”,選擇一把直徑為4mm的平底刀,裝好刀具后。用類似方法得到工件上表面的Z座標(biāo)為-404.000。
4.7自動(dòng)加工
將操作面板的MODE旋鈕切換到AUTO,點(diǎn)擊Start按鈕,機(jī)床就開始自動(dòng)加工了,加工完畢就會(huì)出現(xiàn)如圖2所示的結(jié)果。
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圖2
5并聯(lián)機(jī)床加工
1.整備毛坯
毛坯是鋁合金尺寸為長(zhǎng)100mm、寬100mm、高13mm,裝夾在工作臺(tái)上的平口鉗。2.復(fù)位
首先將控制面板上的“工作方式”開關(guān)打在“返回參考點(diǎn)”方式,坐標(biāo)系要在機(jī)床坐標(biāo)系的檔位,然后按下控制面板的復(fù)位按鈕,復(fù)位正常后即可進(jìn)行以下操作。3、建立工件坐標(biāo)系
長(zhǎng)方體毛坯件工件坐標(biāo)系的建立:首先按下控制面板的清空按鈕,清除以前的采點(diǎn)數(shù)據(jù),安裝上測(cè)頭,測(cè)量長(zhǎng)方體外表面的六個(gè)點(diǎn),六個(gè)點(diǎn)的規(guī)則是1、2、3點(diǎn)必須是逆時(shí)針且不共線,4、5點(diǎn)Z坐標(biāo)一致,測(cè)量完畢后點(diǎn)通過坐標(biāo)系修正計(jì)算后獲得工件坐標(biāo)系。
4、對(duì)刀
對(duì)刀確定刀長(zhǎng)的過程如下:首先安裝好測(cè)頭(測(cè)頭長(zhǎng)度已知為L(zhǎng)0)和對(duì)刀器,然后將控制面板上的“工作方式”旋鈕撥到連續(xù)點(diǎn)動(dòng)方式,將界面切換到定位界面,搖動(dòng)手輪測(cè)量對(duì)刀器的位置Z值為L(zhǎng)1。使用測(cè)頭采點(diǎn)的說明如下:采點(diǎn)之前按下控制面板的清空按鈕,讓測(cè)頭沿著某個(gè)方向接觸對(duì)刀器或者工件(注意:測(cè)頭采點(diǎn)時(shí)連續(xù)點(diǎn)動(dòng)應(yīng)該置于1檔位,手輪倍率為1檔位),當(dāng)雙方接觸時(shí),應(yīng)立即停止手輪搖動(dòng),以免碰壞測(cè)頭,此時(shí)測(cè)頭燈亮并發(fā)出警告音,同時(shí)測(cè)頭開始自動(dòng)測(cè)量,當(dāng)測(cè)頭發(fā)出第二次警告音并觀測(cè)到定位界面的第一視圖區(qū)中機(jī)床姿態(tài)參數(shù)不再發(fā)生變化,表示測(cè)頭采點(diǎn)完畢,換下測(cè)頭安裝上刀具,讓刀具碰對(duì)刀器,進(jìn)行采點(diǎn)獲取Z值為L(zhǎng)2,將兩次采點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理即得到刀具的真實(shí)刀長(zhǎng)(L)。
L=L0-(L1-3-L2)
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5、編譯源文件開始加工
點(diǎn)擊加工按鈕切換到加工界面,首先設(shè)置刀具的長(zhǎng)度點(diǎn)擊刀具參數(shù)按鈕,彈出對(duì)話框后自定義輸入刀具名稱并輸入在定位界面測(cè)得的刀具長(zhǎng)度,按下刷新按鈕,刀具的長(zhǎng)度就被刷新為當(dāng)前刀長(zhǎng)。然后點(diǎn)擊文件目錄按鈕彈出對(duì)話框,在對(duì)話框中找被加工程序所在的文件夾位置后,點(diǎn)擊“確定”按鈕。然后點(diǎn)擊文件管理按鈕,在彈出對(duì)話框后選擇要加工的文件,選中后按下回車鍵。然后點(diǎn)擊編譯按鈕,當(dāng)?shù)谌晥D區(qū)顯示“編譯成功”時(shí)可繼續(xù),否則根據(jù)提示檢查被加工的源文件代碼。如果編譯成功,則可點(diǎn)
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