數(shù)控銑床切削加工的自動(dòng)編程和程序分析-

1、作者:陳雍杰摘要在mastercam系統(tǒng)中,通過幾何建模,建立刀具路徑、后置處理自動(dòng)生成CNC 程序代碼。根據(jù)具體的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床性能參數(shù),對(duì)程序進(jìn)行分析和修改,以適應(yīng)數(shù)控銑削的要求。關(guān)鍵詞:自動(dòng)編程幾何建摸刀具路徑后置處理數(shù)控銑削中心的自動(dòng)編程和程序分析數(shù)控程序的編制是一個(gè)瓶頸問題,嚴(yán)重地制約了數(shù)控銑床的應(yīng)用。許多工廠的數(shù)控銑床閑置的主要原因是編制程序的問題。在形式復(fù)雜的模具中運(yùn)用手工編程,工作任務(wù)繁重復(fù)雜,難以完成。例如,銑削如圖2所示的包含幾個(gè)漢字的零件的NC程序,就多達(dá)三千多條的語(yǔ)句,手工編程很難保證不出錯(cuò)。因而許多工廠閑置數(shù)控銑床,而使用普通機(jī)床加工,使鉗工修整模具的工作量加大,生產(chǎn)

2、率低、模具的質(zhì)量也難以保證。使用數(shù)控機(jī)床加工模具,必須編制好的NC程序。要產(chǎn)生好的NC程序,必須具備以下基礎(chǔ):(1 CAD系統(tǒng)用以產(chǎn)生工件的幾何圖形(2 熟悉CNC程序的指令和數(shù)控機(jī)床性能參數(shù)(3 熟悉切削加工工藝,正確選擇刀具和加工參數(shù)(4 運(yùn)用CAM 系統(tǒng)的切削路徑產(chǎn)生NC程序同時(shí),還必須按照一定的程序產(chǎn)生NC程序。運(yùn)用Mastercam系統(tǒng)產(chǎn)生工件NC程序及相關(guān)過程的流程如圖1所示:1 加工過程規(guī)劃 從圖1可以看出,在進(jìn)行數(shù)控編程前,必須分析零件圖及毛坯圖,確定產(chǎn)生一個(gè)工件特征所用的最合適加工路徑模塊,并計(jì)算所需切除的余量而從加工余量可進(jìn)一步?jīng)Q定切削刀具和粗、精加工的次數(shù)。產(chǎn)生工件特征的

3、加工程序應(yīng)該按照適當(dāng)?shù)捻樞虬才拧Ｓ行┕ぜ卣鞅仨氃谄渌卣髑懊娈a(chǎn)生,一般有以下的排序原則:(1 先加工基準(zhǔn)面;(2 先加工大面;(3 避免在加工一個(gè)特征面時(shí),破壞了其它特征的制造條件;(4 前處理先行。以圖2零件為例,先加工底面做為基準(zhǔn)面,再切削頂面和矩形外輪廓,為挖槽銑削矩形內(nèi)框和文字準(zhǔn)備,這兩個(gè)工步用直徑較大的平底立銑刀加工,以提高工作效率。最后,挖槽加工文字和內(nèi)框,挖槽加工叉分粗、精加工兩步。精加工采用小直徑平底立銑刀,以便加工出文字的細(xì)部。2 幾何建模MasterCam 系統(tǒng)集CAD 與CAM 于一體,可以直接在其中繪制圖2的幾何圖形,也可以將在其它軟件如AutoCAD 中完成的零件圖

4、,經(jīng)過一定的格式轉(zhuǎn)換,MasterCam 系統(tǒng),建立幾何模型。3 建立刀具路徑 院學(xué)師技以挖槽加工文字和內(nèi)框?yàn)槔?選擇挖槽加工模塊,用窗選方式將內(nèi)框和文字一起選中,輸入刀具信息(材料為高速鋼 巾3平底立銑刀和刀具各部分長(zhǎng)度信息等,輸入工件毛坯信息(工件的材料,長(zhǎng)、高、寬和工件坐標(biāo)系原點(diǎn),以及切削參數(shù)(粗、精加工的銑削方式、切削速度、切削深度等。經(jīng)編輯修、確認(rèn)后, 自動(dòng)建立刀具路徑,存為刀具路徑文件,進(jìn)行模擬銑削演示。在模擬中發(fā)現(xiàn)問題返回到刀具路徑編輯,修改有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試、模擬銑削演示成功后,進(jìn)行下一步驟。4 后置處理、程序分析和修改建立刀具路徑后,在操作管理器中,程序如下(中間段程序已

5、刪去: %0000O(PROGRAM NAME-技師學(xué)院(DATE = DD M M YY 一09一r3. END M ILL FLAT TOOL·1 D1AN100G21N1O2GOG 17G40G49G80G90N104T1M 6經(jīng)演示通過后,按下后置處理按鈕,自動(dòng)生成NC106 01 TIME=HH: M M .18:03OFF.·41 LEN.一1 DIA.-3.1Nl06G0G90G54X 63.25Y·53.25A0.$50M 5N 1O8G43H1Z2O.M 8N l10z2.N 112G12 8.F3.Nl 14X63.25N6160X0.Y0N6

6、16ZO.N6164M 5N6166G91Gr28Z0.M 9N61 68G90N6170M 30%5 銑削加工將修改后的程序轉(zhuǎn)存入數(shù)控銑削中心的CNC控制器,進(jìn)行模擬調(diào)試,成功后,調(diào)整機(jī)床位置、安裝工件、對(duì)刀、調(diào)整主軸速度、進(jìn)給倍率,將機(jī)床控制調(diào)至自動(dòng)檔,聯(lián)機(jī)啟動(dòng),完成零件的加工。6 MasterCAM 的主要功能(1 強(qiáng)大的建模功能具有參數(shù)化實(shí)體建模功能。用戶對(duì)幾何模型進(jìn)行修改后,相關(guān)的尺寸標(biāo)注可自動(dòng)更新。二是完整的曲線曲面建模功能。建立2D、3D幾何模型十分方便。其靈活、完整的曲線曲面編輯和分析功能,可以保證幾何模型的精度導(dǎo)航功能可自動(dòng)捕捉常用的特征點(diǎn),提高建模速度。(2 強(qiáng)勁的加工能力

7、提供25軸走刀路徑。走刀路徑與零件模型、刀具參數(shù)、加工參數(shù)相羌,可輕松獲取加工知識(shí),積累加工經(jīng)驗(yàn)。在加工零件時(shí),可修改與走刀零件相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù),并可立即得到更新后的走刀路徑,不需從頭編程。在數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存有加工策略。當(dāng)加工新路徑時(shí),從庫(kù)中選取相近的加工策略,作用于待加工路徑,可快速生成加工程序。(3 實(shí)用高效的整合技術(shù)可真實(shí)、準(zhǔn)確地模擬切削零件的整個(gè)過程,省去試切,節(jié)約時(shí)間,降低材耗。其程序自動(dòng)優(yōu)化器可自動(dòng)將多條極短的直線走刀指令或有重復(fù)的直線走刀指令轉(zhuǎn)化為一條直線指令或一條圓弧指令,減小加工程序長(zhǎng)度?？蓪?duì)走刀路徑作多種變換,白定義刀具庫(kù)和材料庫(kù)。(4 開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)支持各種交換接口,能與各種CAD/CAM系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)。主要包括IGEs、DXF、CADL、VDA、S,rL、ASC 、SAT (ACSI Solids、Parasolid。方便二次開發(fā)。7 結(jié)束語(yǔ)在結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM的Masteream系統(tǒng)支持下,通過加工過程規(guī)劃、幾何建模、建立刀具路徑、后置處理自動(dòng)生成NC程序代碼替代傳