《在UG中建立五轴加工中心ISV机床仿真》

  • 来源专题:数控机床与工业机器人
  • 编译者: 杨芳
  • 发布时间:2015-11-04
  • ISV(Integrated Simulation & Verification)功能即机床仿真模拟功能,就是在UG中建立与现实的机床设备一样的设备模型并建立各运动轴的运动关系、导入后置处理器,从而能在软件中模拟零件的实际加工过程。应用此功能能有效减少因编程或后置处理问题而导致的程序错误,最大程度避免撞刀事件的发生,并有效提高编程效率。我厂的THM63100IV卧式五轴加工中心采用的是卧式五轴布局(X 、Y 、Z 、A 、B ),采用西门子840D数控系统,快移速度达到40m/min,所以在编程软件中建立ISV模拟功能是很有必要的。创建步骤如下: .

      ISV(Integrated Simulation & Verification)功能即机床仿真模拟功能,就是在UG中建立与现实的机床设备一样的设备模型并建立各运动轴的运动关系、导入后置处理器,从而能在软件中模拟零件的实际加工过程。应用此功能能有效减少因编程或后置处理问题而导致的程序错误,最大程度避免撞刀事件的发生,并有效提高编程效率。我厂的THM63100IV卧式五轴加工中心采用的是卧式五轴布局(X 、Y 、Z 、A 、B ),采用西门子840D数控系统,快移速度达到40m/min,所以在编程软件中建立ISV模拟功能是很有必要的。创建步骤如下:

      (1)建立机床的数字化三维装配模型 利用UG软件的三维建模和装配功能能够完成机床的三维模型的建立,在创建机床三维模型时,只需要创建出关键的形状,而不需要完成非常细节的部位,否则既浪费建模时间又影响模拟时的效率。

      图1为THM63100IV卧式五轴加工中心机床构造,该机床是一台AB 双转台卧式数控加工中心,其各轴坐标示意图如下(该模型由6个部件装配在一起组成,其装配文件保存为THM63100V.prt)。

      

      (2)定义放置模拟机床的数据路径 在UG软件的相应目录X:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH\

      resource\library\machine\installed_machines创建一个新的目录用于放置虚拟机床的数据。虚拟机床的数据目录下存放3个文件夹。graphics文件夹用于放置机床的三维数据模型文件和装配文件,Cse_file文件夹用于放置机床的配置文件(cse驱动器),postprozessor文件夹用于放置机床的后置处理器。

      (3)启动U G7.5软件 新建一个文件名为THM63100V_SIM.prt的文件,并将其保存到X:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH esource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim\graphics文件夹下。进入UG软件的的机床构造器模块,然后将先前做好的装配文件THM63100V.prt导入到该文件中。并按照图2构建机床的床身、各运动部件及主轴头和零件安装位置的定义。

      

      (4) 设置各构件、各轴的参数 定义机床machine_base 基座的名称、连接点、分类;定义spindle主轴的连接点;定义setup零件安装的分类和连接点;定义X、Y、Z、A、B轴部件。

      注意:在定义这几个部件时,机床基座连接点、主轴连接点和零件安装的连接点必须采用上图中的名称,其余部件可以自己定义名称,各部件的分类必须按照上图选择相应的分类。在设置机床零点时要参考设备的说明书指定具体的机床零点。

      (5)在机床的运动学组建上创建NC轴 各部件定义完后,需创建各NC轴并正确指定其运动方向和范围。其方法为:在各轴的相应部件上单击右键选择插入?轴完成各NC轴的创建,接下来需要对各NC轴进行设置,如图3为X 和A 轴的设置。

      

      其他轴的设置也是类似的,在设置各NC轴的连接点和行程范围时要特别注意,最好在“预览运动”项目栏进行动态预览,防止运动方向设置相反的现象发生。

      (6)创建机床后置处

      理器 启动UG的post builder后置处理构造器,创建五轴(双转台)数控铣床后置处理器,单位为mm,可选择库中的Siemens 840D系统模板。由于设置过程复杂,这里就不在详细说明,可参照各设备说明书对后置处理进行设置,由于后置处理器直接决定了机床模拟的运动,所以对ISV模拟机床的建立十分重要,因此在编制后置处理器的过程中一定要细致。并将后处理命名为THM63100V_sim_4723_THM63100IV,保存到X:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH esource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim\postprocessor\sinumerik文件夹下。

      (7) 配置C S E 驱动器 将U G 软件库中sim08_mill_5ax\cse_driver\sinumerik中的文件拷贝到:D:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH esource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim\cse_driver\sinumerik文件夹下并命名为:THM63100V_sim_4723_THM63100IV.mcf和THM63100V_sim_4723_THM63100IV.ini。

      (8)注册虚拟机床 将sim08_mill_5ax\sim08_mill_5ax_sinumerik_mm.dat文件复制到:X:\Program Files\UGS\NX7.5\MACH esource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim文件夹下,并修改其内容如图4所示。

      

      编辑文件… esource\library\machine\ascii\machine_database.dat,增加如图5所示行。

      

      至此我们完成了THM63100IV卧式数控加工中心的ISV虚拟机床的设置,并通过零件的模拟加工,证明虚拟机床的构建是合格的。这为我们编程提供了很好的保障,我们只需要把编制的程序直接在软件内进行模拟加工,就能看到程序编制的是否合理,这对五轴加工设备尤其重要,因为由于五轴加工设备的复杂性,其程序的模拟对保障机床的安全运行至关重要。图6是我们编制的五轴程序在ISV机床模拟器中模拟的图像。

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    • 编译者:杨芳
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    • 编译者:杨芳
    • 发布时间:2017-09-25
    • 当前,劳动力成本不断提升,全球范围内制造业的竞争也变得越发激烈,如何在激烈的市场竞争中占领一席之地,五轴加工就成为了各企业争先发展的技术之一。五轴加工中心以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,开创了机械产品向机电一体化发展的先河,因此五轴加工中心成为先进制造技术中的一项核心技术。   格劳博中国通用机型销售经理 任瞳先生   另一方面,五轴加工中心是机床制造业重要基础装备,它的发展一直备受人们关注。近年来我国机床制造业既面临着制造装备发展的良机,也遭遇到市场竞争的压力。从技术层面上来讲,加速推进五轴加工中心将是解决机床制造业持续发展的一个关键。   五轴加工中心正逐步向可靠性最大化、数控编程最大化、智能化、控制系统小型化、多功能化、高速高精化等方向发展。尤其是智能化,随着大家对于中国制造2025和工业4.0的深入了解,“机床加工智能化”现在已经成为了人们最感兴趣的课题,机床行业的智能化水平,建立适应性强、资源效率高及符合人机工程学的智慧工厂,运用机床的智能加工将生产中的供应、制造、销售信息数据化、智慧化,降低生产成本,提高生产效率,以达到快速、有效、个性化的产品供应。基于以上几点,机床在智能制造领域已经变得越来越重要。我们预计在未来的五到十年中,智能化机床将会成为社会的主流产品,需求量也会超过市场总需求的80%以上。   我们也正在将一些列智能功能赋予现代五轴加工中心,让加工效率更高、加工更精确。比如,自适应控制技术的引进,根据切削条件的变化,机床可以自动调节工作参数,使加工过程中能保持最佳工作状态,从而得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度,同时也能提高刀具的使用寿命和设备的生产效率。具有自我诊断、自我修复功能,在整个工作状态中,系统随时对硬件本身以及与其相连的各种设备进行自诊断、检查。一旦出现故障时,立即采用停机等措施,并进行故障报警,提示发生故障的部位、原因等。还可以自动使故障模块脱机,而接通备用模块,以确保无人化工作环境的要求。为实现更高的故障诊断要求,其发展趋势是采用人工智能专家诊断系统。   目前,格劳博的五轴加工中心已经实现了“人机对话”功能,完全实现设备的远程监控,并能通过智能传输设备及时将信息传递给各职能部门,随时根据状态给出解决问题的方法和答案,以提高生产效率,减少机床停机时间和不必要的损失,做到“人机合一”,不断向机床的智能制造方向迈进。格劳博五轴联动万能加工中心GA系列就是其中的代表产品。   GA系列五轴联动万能加工中心的研发初衷,就是针对自动化解决方案进行设计,因此能够满足不同客户的各种需求。GA系列注重工艺稳定性、高效性及耐久性,可为用户带来巨大的收益。GROB五轴联动万能加工中心具有特有循环的软件解决方案,可实现模拟车削PLUS功能,包括与B轴非同轴的车削加工。可使用快速供应的新刀具,也可以使用现有标准刀具,从而达到节约成本的目的,是样机生产和小批量生产的理想选择。   如今,中国正在经历从制造大国向制造强国的转变,越来越多的企业开始意识到,设计生产技术创新的、高附加值的产品是走向世界并在国际竞争中获胜的根本,五轴加工中心在其中起到的作用不容忽视。在当下这个创新制胜的竞争时代,GROB不断地拓展机床产品,准确的定位,过硬的产品,持续为用户提供高性能的五轴加工中心以及各项服务,力求为中国制造业创造更多价值!