五軸加工中心后置處理及仿真技術研究-背景及意義
1.1選題背景及研究意義1.1.1精工加工仿真技術在新世紀里，隨著當今世界經(jīng)濟一體化、全球化和貿(mào)易自由化的不斷發(fā)展，世界各國都在重新審視制造業(yè)的生產(chǎn)方式，對制造業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求和新的制約條件。同時，同行業(yè)之間、跨行業(yè)之間也在不斷的相互滲透，制造業(yè)面臨著新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)。因此，制造業(yè)的經(jīng)營策略、經(jīng)營理念也要做出調(diào)整，虛擬制造己經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)適應市場需求、增強企業(yè)核心競爭力的關鍵性因素。特別是近年來，制造業(yè)實現(xiàn)了從賣方市場到買方市場的巨大轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品消費的節(jié)奏加快，新產(chǎn)品從開始投放市場到完全退出市場的時間周期由十幾年縮短到2-3年，甚至更短[1]。于此同時求新求異的消費心理使個性化趨勢日益增強，批量生產(chǎn)的商品逐步被多樣化、個性化的商品所取代，市場動態(tài)多變迫使制造業(yè)改變自己的經(jīng)營策略。即企業(yè)必須要以最短的上市時間、最低的成本、最好的質(zhì)量、最優(yōu)的售后服務來滿足顧客的多種需求。近十年來，各種先進的軟、硬件技術的快速發(fā)展以及對系統(tǒng)仿真技術、網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫/知識庫技術、綜合產(chǎn)品設計技術、智能技術等實用技術的深入研宄，使當今制造業(yè)正朝著精密化、柔性化、自動化、信息化、集成化和智能化的方向發(fā)展[2]。仿真技術正是在這些發(fā)展趨勢下應運而生的，它的誕生是現(xiàn)代生產(chǎn)力和生產(chǎn)技術發(fā)展的必然結果。1.1.2精工技術及虛擬精工技術精工加工仿真是在虛擬加工環(huán)境中對真實精工加工過程建立的數(shù)學模型，它是虛擬制造的重要組成部分。精工技術是指用數(shù)字信號對一臺或幾臺機械設備的運行及其加工過程進行控制的一門自動化技術，簡稱NC(NumericalControl)。精工技術己經(jīng)問世多年，它是由多門基礎學科組合發(fā)展起來的一門綜合性的新興學科。是現(xiàn)代先進制造技術的基礎和核心。精工技術的應用不僅給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為現(xiàn)代工業(yè)化的象征，同時對國計民生的一些重要行業(yè)，如：汽車、醫(yī)療、IT、輕工等行業(yè)的發(fā)展也起著越來越重要的作用。虛擬精工技術是指精工機床在虛擬環(huán)境中的映射[3]，它集制造技術、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助設計(CAD)、機床精工理論和計算機三維建模與仿真技術于一體，人能夠直接感知到計算機構建的虛擬環(huán)境以及三維仿真模型，在新方案設計或原有方案更改時，在真實的精工機床制造活動之前，能夠在虛擬環(huán)境中進行零件的虛擬精工加工。虛擬精工技術按考察的不同方式可以分為兩種：純幾何仿真(PurelyGeometricSimulation)和物理仿真(PhysicalSimulation)。純幾何仿真不考慮切削力、切削參數(shù)及其它物理因素的影響，只仿真刀具和工件的運動，以驗證NC程序的正確性。幾何仿真根據(jù)檢驗目的的不同又可以分為兩種：(1)刀具中心的運動軌跡仿真這種仿真可在后置處理之前進行，主要用于檢查工藝過程中刀具形成路徑的優(yōu)化、加工順序的合理安排、刀具與被加工工件輪廓的干涉，比如銑削時，刀具半徑應小于被切輪廓的******曲率半徑等。若在后置處理后進行，則除了上述作用外，還可以檢查精工程序的正確性，模擬加工的過程，使操作者更為方便地了解和監(jiān)視加工狀況。(2)刀具、夾具、工件、機床間的運動干涉(碰撞)仿真工藝系統(tǒng)由刀具、夾具、工件和機床組成。在加工時，應檢查它們之間的干涉(碰撞)。由于加工是動態(tài)過程，刀具、夾具、工件與機床之間的相對位置是不斷變化的。工件幾何體從毛坯開始經(jīng)過各個工序的加工，在尺寸和形狀上都會發(fā)生巨大變化，因此要進行動態(tài)仿真。這種仿真多采用三維實體模型仿真，并且要在各工藝系統(tǒng)各組成部分均己確定的情況下進行，難度較大。物理仿真是將切削整個過程中的各個物理量的變化反映到虛擬制造系統(tǒng)中，要提前預測刀具振動、磨損，表面粗糙度，切削力以及加工精度等各個因素[4]。物理仿真由于其建模難度大、切削機理相對復雜、物理量難以把握等原因，研宄還不深入。1.1.3研究意義基于UG/postbuilder開發(fā)的V255后置處理器應用于V255五軸精工加工中心生成NC代碼的后處理過程。采用專用后置處理器所生成的NC代碼，無需二次處理，直接在配有HWATEC-5MC-1五軸聯(lián)動開放式精工系統(tǒng)的V255五軸機床上應用，加工各種復雜曲面零件，從而提高UG/CAM自動編程的效率，實現(xiàn)精工加工過程的自動化。并且在虛擬仿真環(huán)境中驗證后置處理器生成的NC代碼，對五軸加工中心的仿真環(huán)境開發(fā)有積極作用。本文采摘自“五軸加工中心后置處理及仿真技術研究”，因為編輯困難導致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡中查找相關文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡僅供學習參考，轉(zhuǎn)載請注明！