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    [分享]CAXA制造工程師在數(shù)控加工制造中的應(yīng)用 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2006-10-10
    — 本帖被 cyqdesign 從 AutoCAD 移動(dòng)到本區(qū)(2010-05-29) —
    CAXA制造工程師是一款優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)數(shù)控加工軟件,隨著軟件知名度的提高,在國(guó)內(nèi)的用戶群與日俱增。為了推動(dòng)國(guó)產(chǎn)軟件的應(yīng)用,也為了使大家盡快對(duì)CAXA制造工程師有一個(gè)清晰的了解,我們選擇了本篇文章。本文介紹了CAXA制造工程師在數(shù)控加工制造中應(yīng)用的具體步驟,圖文并茂,可讀性較好。

    一、引言

        現(xiàn)階段,許多工廠常用二維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行基于2D的平面圖零件設(shè)計(jì),然后由工藝人員/程序員按3D概念,直接以G代碼或APT語(yǔ)言進(jìn)行NC編程。這種方法適用于一般簡(jiǎn)單零件的平面加工、直線加工、回轉(zhuǎn)體加工及點(diǎn)位加工。其編程速度較快,代碼簡(jiǎn)潔。對(duì)于幾何形狀復(fù)雜、夾具裝配復(fù)雜,特別是對(duì)非圓曲面的加工,上述編程方法就十分困難了。

        因?yàn)閷?duì)空間幾何圖形和軌跡進(jìn)行數(shù)學(xué)處理的計(jì)算量大、過(guò)程復(fù)雜,不易掌握,而且編程過(guò)程中,不能對(duì)加工環(huán)境構(gòu)成要素的幾何體之間的空間關(guān)系進(jìn)行檢查。將刀位坐標(biāo)轉(zhuǎn)為加工對(duì)象的幾何圖形再進(jìn)行檢查,精度低,不直觀,因此需上機(jī)調(diào)試程序,占用數(shù)控機(jī)床工時(shí),技術(shù)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。

        近幾年來(lái),CAM技術(shù)發(fā)展迅速,圖形處理功能有了很大增強(qiáng),硬件平臺(tái)價(jià)格大幅下降,同時(shí),CAD/CAM軟件技術(shù)也日益成熟。這使得直接將零件的幾何體信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)控加工程序的國(guó)產(chǎn)CAD/CAM軟件——CAXA制造工程師得以推廣和應(yīng)用。

    二、CAM數(shù)控加工技術(shù)

    1. CAM數(shù)控加工概述

        CAM數(shù)控加工技術(shù)是在刀具建庫(kù)、夾具建庫(kù)、NC建模和CAD實(shí)體造型集成的基礎(chǔ)上,在計(jì)算機(jī)中建立機(jī)床加工環(huán)境,根據(jù)加工工藝方案設(shè)置參數(shù),模擬機(jī)床的實(shí)際切削過(guò)程,進(jìn)行刀具干涉檢查,最后生成NC代碼文件,即G代碼,輸入機(jī)床完成零件加工。其關(guān)鍵技術(shù)如下:

    (1)夾具庫(kù)的建立、多工位夾具的裝配及在各工序間的切換;

    (2)裝配式刀具庫(kù)的建立及在仿真切削過(guò)程中的調(diào)用;

    (3)NC建模系統(tǒng)的應(yīng)用調(diào)試;

    (4)使用CAM軟件的刀具、夾具數(shù)據(jù)庫(kù)中的系列刀具元件、夾具元件加工毛坯模型;

    (5)模擬加工試切過(guò)程,并進(jìn)行切削干涉檢查;

    (6)修改刀具路徑;

    (7)應(yīng)用軟件功能,生成刀具、夾具及部件裝配圖和刀具路徑圖、輸出各種工藝信息及報(bào)表。

    2. 用CAXA制造工程師實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工

        CAXA制造工程師以CAD生成的零件幾何信息為基礎(chǔ),采用人機(jī)交互對(duì)話方式,在計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工件的幾何特征,定義相關(guān)的加工參數(shù),由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,并動(dòng)態(tài)顯示加工路徑,最后輸出NC代碼數(shù)據(jù),特別是它所提供的仿真切削功能,能模擬加工環(huán)境進(jìn)行切削,并檢查刀具是否干涉。 #j;Tb2&w  
    用CAXA制造工程師實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的過(guò)程如圖1所示。

    圖1 CAXA制造工程師實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的流程

    三、基于CAXA制造工程師的工藝加工過(guò)程

    1. CAXA制造工程師制造功能模塊的主要功能

        CAXA制造工程師是一個(gè)曲面實(shí)體相結(jié)合的CAD/CAM一體化的國(guó)產(chǎn)CAM軟件,是基于三維的零件設(shè)計(jì)、制造和分析的軟件包。其制造功能模塊主要具有以下功能:

    (1)保證數(shù)據(jù)的唯一性和相關(guān)性

        如果對(duì)一個(gè)零件模型進(jìn)行了修改,與此零件相關(guān)的裝配圖、零件圖等都會(huì)自動(dòng)更新。

    (2)強(qiáng)大的加工環(huán)境設(shè)計(jì)能力

        能夠模擬加工條件,建立三維的組裝式夾具裝配、刀具裝配、加工毛坯系列;圖形交互式人機(jī)對(duì)話;有多種進(jìn)刀方式,可自動(dòng)生成加工刀具路徑。能進(jìn)行銑削、鏜削、車削、鉸孔、線切割等多種加工。每種加工都提供多種加工方式;能圖形顯示刀具路徑;屏幕模擬實(shí)際切削過(guò)程,顯示材料去除過(guò)程和進(jìn)行刀具干涉檢查;可提供完整的工藝過(guò)程信息?商峁┑毒哐b配、安裝、使用信息,夾具安裝、使用信息,機(jī)床使用信息,工藝參數(shù)設(shè)置信息等。

    2. 用CAXA制造工程師在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行工藝分析及加工的過(guò)程

        基于CAXA制造工程師的技術(shù)支持,在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工工藝分析及加工的過(guò)程,可分為下面的幾個(gè)階段:

    (1)準(zhǔn)備工作

        在這個(gè)階段里,主要完成加工環(huán)境設(shè)計(jì)工作,即在完成工藝方案設(shè)計(jì)的前提下,在計(jì)算機(jī)上完成數(shù)控機(jī)床參數(shù)設(shè)置,刀具元件建庫(kù)、刀具組裝,通用夾具元件建庫(kù)、專用夾具元件建模、夾具組裝等,目的是建立一個(gè)三維工件的加工環(huán)境。

    (2)工件模型造型設(shè)計(jì)

        利用CAXA-CAD提供的直線、圓弧以及樣條線等平面繪圖功能和拉伸、除料、放樣等實(shí)體造型功能,可以將設(shè)計(jì)元素加工混合,進(jìn)行三維加工數(shù)據(jù)的建模,用曲線、曲面和實(shí)體表達(dá)工件。在對(duì)零件造型過(guò)程中,可以直接使用軟件提供的三維設(shè)計(jì)功能,也可以將二維制圖中參數(shù)線等元素,引入到CAXA建模中,實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確交換,生成滿足數(shù)控加工的三維數(shù)據(jù)模型,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)。示例如圖2所示。

    圖2 五角星三維實(shí)體造型

    (3)加工方案設(shè)計(jì)

        對(duì)以上零件的三維建模進(jìn)行分析,按工藝方案的要求,根據(jù)零件毛坯、夾具裝配之間空間幾何關(guān)系及刀具特征和參數(shù),篩選最適合的加工方法。對(duì)實(shí)體造型進(jìn)行進(jìn)一步的工藝分析,根據(jù)加工性質(zhì)修改增補(bǔ)造型,根據(jù)加工特點(diǎn)以及加工能力,確定需要加工的三維實(shí)體面,再分析實(shí)體的組成情況,擬定刀具的進(jìn)入路徑、切削路徑、退出路徑,找到刀具在運(yùn)動(dòng)中可能發(fā)生干涉的部位,并及時(shí)地進(jìn)行加工環(huán)境調(diào)整。

    (4)生成加工軌跡

        根據(jù)需加工零件的形狀特點(diǎn)及工藝要求,利用CAXA制造工程師中提供的曲面、導(dǎo)動(dòng)、參數(shù)線、投影、等高等加工方法,靈活選定需要加工的實(shí)體部分,輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)和要求,可快速顯示圖形、生成刀具軌跡和刀具切削路徑。示例如圖3所示。

    圖3 五角星的加工軌跡

        針對(duì)實(shí)體不同加工性質(zhì)和加工部位的特點(diǎn),采用不同的加工方法從而生成不同的粗加工和精加工軌跡。編程人員可以根據(jù)實(shí)際需要,靈活地選擇加工部位和加工方法。加工軌跡生成后,利用刀位編輯、軌跡的連接和打斷編輯以及參數(shù)修改等功能對(duì)相關(guān)軌跡進(jìn)行編輯和修改。運(yùn)用軌跡仿真功能,即可屏幕模擬實(shí)際切削過(guò)程,顯示材料去除過(guò)程和進(jìn)行刀具干涉檢查,檢驗(yàn)生成的刀具軌跡是否滿足要求,查看切削后的工件截面,確保不會(huì)出現(xiàn)過(guò)切。示例如圖4~圖5所示。

    圖4 屏幕模擬切削過(guò)程

    圖5 仿真加工結(jié)果

    (5)生成G代碼

        數(shù)控編程的核心工作就是生成刀具軌跡,然后將其離散成刀位點(diǎn),經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。當(dāng)加工軌跡生成后,按照當(dāng)前機(jī)床類型的配置要求,把已經(jīng)生成的刀具軌跡自動(dòng)轉(zhuǎn)化成合適的數(shù)控系統(tǒng)加工G代碼,即CNC數(shù)控加工程序。但不同的機(jī)床其數(shù)控系統(tǒng)是不盡相同的,不同的數(shù)控系統(tǒng)其G代碼功能不同,加工程序的格式也有所區(qū)別,所以要對(duì)G代碼進(jìn)行后置處理,以對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的機(jī)床。利用軟件的加工工藝參數(shù)后置處理功能,可以通過(guò)對(duì)“后置處理設(shè)置”進(jìn)行修改,使其適用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的要求,或按機(jī)床規(guī)定的格式進(jìn)行定制。定制后,可以保存設(shè)置,用于今后與此類機(jī)床匹配需要。

        G代碼生成后,可根據(jù)需要,自動(dòng)生成加工工序單,程序會(huì)根據(jù)加工軌跡編制中的各項(xiàng)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算各項(xiàng)加工工步的加工時(shí)間,這非常便于生產(chǎn)管理識(shí)別和加工工時(shí)的計(jì)算。我們還可通過(guò)直觀的加工仿真和代碼反讀來(lái)檢驗(yàn)加工工藝和代碼的質(zhì)量。

    (6)G代碼傳輸和機(jī)床加工

        生成的G代碼要傳輸給機(jī)床,如果程序量少而機(jī)床內(nèi)存容量允許的話,可以一次性地將G代碼程序傳輸給機(jī)床。如果程序量巨大,就需要進(jìn)行DNC在線傳輸,將G代碼通過(guò)計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口直接與機(jī)床連通,在不占用機(jī)床系統(tǒng)內(nèi)存的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接控制機(jī)床的加工過(guò)程。機(jī)床根據(jù)接收到的G代碼加工程序,就可進(jìn)行在線DNC加工或單獨(dú)加工了。

    四、結(jié)束語(yǔ)

        我們用CAXA制造工程師對(duì)示例零件進(jìn)行了數(shù)控加工,刀具路徑設(shè)計(jì)合理、正確,執(zhí)行加工一次成功。與傳統(tǒng)的手編程的數(shù)控加工相比較,有以下幾個(gè)特點(diǎn):

    (1)在計(jì)算機(jī)屏幕上,面向零件的幾何圖形,以鼠標(biāo)指點(diǎn)操作對(duì)象,使用相關(guān)菜單進(jìn)行編程設(shè)計(jì),方法簡(jiǎn)單易學(xué)。

    (2)編程結(jié)果直觀,以刀具路徑在屏幕上顯示,處理速度快。經(jīng)仿真切削和刀具干涉檢查,所編程序一次成功,大幅度減少了機(jī)床調(diào)整時(shí)間和機(jī)床試切時(shí)間。

    (3)減少了程序調(diào)試時(shí)間,減少了機(jī)床工時(shí)占用,縮短了生產(chǎn)周期。

    (4)采用數(shù)控技術(shù)不僅可以縮短生產(chǎn)周期,又避免了多次裝夾,提高了加工精度,提高加工的準(zhǔn)確性和加工復(fù)雜零件的能力。

     
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    離線firerevenant
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    只看該作者 1樓 發(fā)表于: 2010-11-04
    其實(shí)還是個(gè)不錯(cuò)的軟件,就是大企業(yè)用得不多。
    離線jueshi小屋
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    只看該作者 2樓 發(fā)表于: 2012-05-27
    實(shí)還是個(gè)不錯(cuò)的軟件,就是大企業(yè)用得不多