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AutoCAD在扫描数控加工中的应用
来源:中国数控机床网   发表时间:2019/3/17 6:46:00  浏览次数:
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齐齐哈尔铁路车辆集团公司冷工艺部(161002)金正哲张英斌面体加工中心,其数控系统为FANUC18M,可控轴数为四轴,联动轴数为三轴。同时该机床还配备了雷尼绍(RENISHAW)公司的TRACE-CUT22计算机扫描仿形加工系统,可实现对三维实体模型扫描后的计算机辅助自动编程。

 

  在数控加工中,通常使用与机床数控系统相配套的代码编程方式进行手工编程,包括采用宏编程技术实现对一般简单三维曲面的编程加工。但后者往往计算复杂,且易于出错。现今比较流行的CAD/CAM软件中,如:PRO/ENGINEER、UG、I-DEAS、MASTERCAM等,该类CAD/CAM系统造型功能强大,且都具备数控加工后处理模块,针对不同的数控系统的设置,可实现计算机辅助数控加工程序代码的自动编程。但该类软件一般价格昂贵,且系统的应用及维护都比较复杂。TRACE-CUT22系统略有别于前面所述的CAD/CAM系统,它不能直接在计算机中利用实体造型的方法构建和编辑加工模型,而依赖于对实际工件的样板模型扫描后来采集曲面型值点来构建加工模型。然而,作为一个相对开放的系统,它同时留有与其他多种CAD系统的接口,可以方便地进行多种格式图形文件交换输人与输出,这样,利用CAD系统的建模和编辑功能,可以在一定程度上提高TRACE-CUT22系统的适用性。

  本文仅以一实例对AutoCAD在TRACE-CUT22系统中的应用做一探讨。

  上述四种建库方法各有特点,适用于不同的场合。归纳起来是两种手段:①利用UG/OPEN进行图形库的专用程序开发。②利用UG系统提供的建立在图形参数化技术和数据技术上的参数化图库管理工具,建立起参数化图库。

  工程绘图,且具有一定的三维造型功能,能够实现model)、实体模型(solidmodel)的造型。其中,线框模型仅包含边的信息,而没有面和体的信息,因此无法生成数控加工刀具轨迹。表面模型则包含了线和面的信息,并适合构造复杂的曲面立体模型,因而可以处理有关曲面的各种计算,如生成数控刀具的运动轨迹等,这一点在TRACECUT22中的应用尤为重要。而实体模型则涵盖了线、面、体的全部信息,这里不再赘述。

  对AutoCAD系统生成的曲面进行逐点扫描后转换为本系统的模型文件,因而其构建模型及后处理加工的精度直接受限于CAD系统。这样,在CAD建模过程中,曲面网纹密度控制变量surftabl、surftab2的设置应在综合考虑了加工用刀具尺寸、加工精度、机床设置等多方面要求的基础上计算后设置。

  下面以我分厂承制的一吊钩焖型模数控加工为例,介绍应用过程及参数计算方法。该模具型腔图如:在造型过程中,将该曲面型腔划分由七个曲面片连接而成,其中曲面片1及曲面片7由回转曲面(revsurf)构建,其余由边界曲面(edgesurf)构建。如:如前所述,在曲面造型过程中,参数surftabl、surftab2及造型方法将直接影响到产品加工的精度,故应作如下的计算设置:表面精度的控制。48.在加工中,表面粗糙度和尺寸精度由刀尖半径和走刀量共同影响,如。

  粗糙度的理论值可按下式计算:在幅值it及表面粗糙度a之间虽无直接的数学关系,但一般可按下表对照:这里有必要介绍一下TRACECUT22生成刀具轨迹的走向问题:上,刀具将首先在surftabl方向上选择第一条曲面拟合曲线,沿SUrftab2方向逐个网格顶点走刀,SUrftab2的值将决定拟合曲面的网格顶点数,并且依次向下循环。因此,曲面网纹密度控制变量surftabl及surftab2与加工刀具半径、表面粗糖度理论值的关系如下:surftab2的值可根据曲面变形量适当确定,并可通过VMM22仿真加工模拟后进行调整。但需要注意的是,当surftabl与surftab2值的加大将增加曲面的计算及再生时间。顺便指出,在曲面造型过程中,利用AutoLISP、VB、VC等编程语言可方便地进行曲面的造型。

  TRACECUT22系统将以AutoCAD中坐标系WCS确定为工件坐标系,因此,在CAD与TRACECUT22进行数据交换前需及时将WCS调整设定在适当的位置而作为数控加工的工件坐标系位置。'在AutoCAD中,造型结束后,为与TRACE-CUT进行数据交换,应将模型文件以ASC图形转换文件(DXF)格式保存,DXF文件是标准的ASC文本文件,它可以通过TRACECUT22的格式转换功能转化为曲面三维数据点文件――SUD文件、SUP文件。这时需确认扫描该曲面的探头直径。

  在生成机床数控加工程序之前,对AutoCAD曲面模型的加工,还需在TRACECUT22中作进一步的设置,一般分为如下几步:设置机床必要参数包括:设置工件坐标系(G54~G59)、程序号、净空平面、净空距离、安全位置等。

  选择刀具包括:定义程序中的刀具号、直径、刀具长度及半径补偿号、主轴转速、进给速率等。需注意的是。加工用球头铣刀的直径必须与采集数据所用的测头直径相同,即在转换文件格式时所确认的测头直径。

  定义加工必须选择三维加工中的仿形加工。

  可以在VMM22中仿真演示加工路径,检干涉。如有干涉,可适当调节surftabl、surftab2的方向进行调整,也可利用TRACECUT22中的参数辅助调整。

  在扫描加工中,利用CAD造型辅助建模,可以省却扫描前所需真实样板模型的制造,不仅提篼了经济效益,同时提篼了待加工产品的精度。

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