五軸加工中心后置處理及仿真技術(shù)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(shù)在新世紀(jì)里，隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)一體化、全球化和貿(mào)易自由化的不斷發(fā)展，世界各國(guó)都在重新審視制造業(yè)的生產(chǎn)方式，對(duì)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(shí)，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(jī)遇和挑戰(zhàn)。因此，制造業(yè)的經(jīng)營(yíng)策略、經(jīng)營(yíng)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(yīng)市場(chǎng)需求、增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵性因素。特別是近年來，制造業(yè)實(shí)現(xiàn)了從賣方市場(chǎng)到買方市場(chǎng)的巨大轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品消費(fèi)的節(jié)奏加快，新產(chǎn)品從開始投放市場(chǎng)到完全退出市場(chǎng)的時(shí)間周期由十幾年縮短到2-3年，甚至更短[1]。于此同時(shí)求新求異的消費(fèi)心理使個(gè)性化趨勢(shì)日益增強(qiáng)，批量生產(chǎn)的商品逐步被多樣化、個(gè)性化的商品所取代，市場(chǎng)動(dòng)態(tài)多變迫使制造業(yè)改變自己的經(jīng)營(yíng)策略。即企業(yè)必須要以最短的上市時(shí)間、最低的成本、最好的質(zhì)量、最優(yōu)的售后服務(wù)來滿足顧客的多種需求。近十年來，各種先進(jìn)的軟、硬件技術(shù)的快速發(fā)展以及對(duì)系統(tǒng)仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)/知識(shí)庫(kù)技術(shù)、綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)、智能技術(shù)等實(shí)用技術(shù)的深入研宄，使當(dāng)今制造業(yè)正朝著精密化、柔性化、自動(dòng)化、信息化、集成化和智能化的方向發(fā)展[2]。仿真技術(shù)正是在這些發(fā)展趨勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的，它的誕生是現(xiàn)代生產(chǎn)力和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。1.1.2精工技術(shù)及虛擬精工技術(shù)精工加工仿真是在虛擬加工環(huán)境中對(duì)真實(shí)精工加工過程建立的數(shù)學(xué)模型，它是虛擬制造的重要組成部分。精工技術(shù)是指用數(shù)字信號(hào)對(duì)一臺(tái)或幾臺(tái)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行及其加工過程進(jìn)行控制的一門自動(dòng)化技術(shù)，簡(jiǎn)稱NC(NumericalControl)。精工技術(shù)己經(jīng)問世多年，它是由多門基礎(chǔ)學(xué)科組合發(fā)展起來的一門綜合性的新興學(xué)科。是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。精工技術(shù)的應(yīng)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(shí)對(duì)國(guó)計(jì)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(shù)是指精工機(jī)床在虛擬環(huán)境中的映射[3]，它集制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、機(jī)床精工理論和計(jì)算機(jī)三維建模與仿真技術(shù)于一體，人能夠直接感知到計(jì)算機(jī)構(gòu)建的虛擬環(huán)境以及三維仿真模型，在新方案設(shè)計(jì)或原有方案更改時(shí)，在真實(shí)的精工機(jī)床制造活動(dòng)之前，能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行零件的虛擬精工加工。虛擬精工技術(shù)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(yùn)動(dòng)，以驗(yàn)證NC程序的正確性。幾何仿真根據(jù)檢驗(yàn)?zāi)康牡牟煌挚梢苑譃閮煞N：(1)刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡仿真這種仿真可在后置處理之前進(jìn)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(shí)，刀具半徑應(yīng)小于被切輪廓的******曲率半徑等。若在后置處理后進(jìn)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(jī)床間的運(yùn)動(dòng)干涉(碰撞)仿真工藝系統(tǒng)由刀具、夾具、工件和機(jī)床組成。在加工時(shí)，應(yīng)檢查它們之間的干涉(碰撞)。由于加工是動(dòng)態(tài)過程，刀具、夾具、工件與機(jī)床之間的相對(duì)位置是不斷變化的。工件幾何體從毛坯開始經(jīng)過各個(gè)工序的加工，在尺寸和形狀上都會(huì)發(fā)生巨大變化，因此要進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真。這種仿真多采用三維實(shí)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(jìn)行，難度較大。物理仿真是將切削整個(gè)過程中的各個(gè)物理量的變化反映到虛擬制造系統(tǒng)中，要提前預(yù)測(cè)刀具振動(dòng)、磨損，表面粗糙度，切削力以及加工精度等各個(gè)因素[4]。物理仿真由于其建模難度大、切削機(jī)理相對(duì)復(fù)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(yīng)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(dòng)開放式精工系統(tǒng)的V255五軸機(jī)床上應(yīng)用，加工各種復(fù)雜曲面零件，從而提高UG/CAM自動(dòng)編程的效率，實(shí)現(xiàn)精工加工過程的自動(dòng)化。并且在虛擬仿真環(huán)境中驗(yàn)證后置處理器生成的NC代碼，對(duì)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(shù)研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)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(luò)中查找相關(guān)文章！本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！