鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司 (河南 450005) 王宏宇 張會(huì)珍 韓智勇

五軸加工中心在加工復(fù)雜零件時(shí)，需要反復(fù)驗(yàn)證避免出現(xiàn)碰撞與刀具干涉現(xiàn)象，因此數(shù)控程序的調(diào)試時(shí)間較長(zhǎng)，機(jī)床的使用效率不高。

本文以Vericut軟件為仿真平臺(tái)，利用CAD軟件建模，CAM軟件輸出程序，虛擬數(shù)控加工仿真的過程，可減少或避免實(shí)際加工中碰撞與刀具干涉問題，大幅度減少在設(shè)備上對(duì)數(shù)控程序的調(diào)試時(shí)間，達(dá)到提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。以我廠五軸加工中心DMU80P duoBLOCK為例詳述仿真加工過程。

1.構(gòu)建仿真用機(jī)床

(1)機(jī)床結(jié)構(gòu):本機(jī)床配備X、Y、Z、B和C軸，是一款B軸為主軸復(fù)合擺動(dòng)，C軸為繞Z軸旋轉(zhuǎn)的五軸加工中心。各軸的行程如下:X軸800 mm，Y軸1050 mm，Z軸800 mm，B軸0～180°，C軸0～360°，各軸相對(duì)初始位置關(guān)系如圖1所示。

圖1

(2)建立 Vericut機(jī)床結(jié)構(gòu)樹:使用 Catia等CAD軟件將機(jī)床各部件畫出，如X軸、Y軸、Z軸、C軸、B軸、主軸和床身等 (各部件已簡(jiǎn)化處理)，再將各部件轉(zhuǎn)換為STL格式。在Vericut中按此機(jī)床的結(jié)構(gòu)特征建和運(yùn)動(dòng)特征建立機(jī)床樹，BASE＞Y軸＞C軸＞毛坯，BASE＞X軸＞Z軸＞B軸＞刀具，并將機(jī)床部件模型文件導(dǎo)入Vericut機(jī)床部件中。具體如圖2所示，B軸組件模型的旋轉(zhuǎn)中心為復(fù)合軸中心。

圖2

(3)機(jī)床初始化設(shè)置:在機(jī)床設(shè)定中設(shè)定行程(見圖3)及其他參數(shù)，檢查機(jī)床運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)是否符合真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，以此完成機(jī)床的構(gòu)建。

圖3

2.調(diào)入控制系統(tǒng)、毛坯、夾具及設(shè)計(jì)模型

此機(jī)床采用TNC530控制系統(tǒng)，調(diào)入Vericut控制系統(tǒng)文件hei530.ctl。

通過Catia等CAD軟件制作三維模型或通過Vericut內(nèi)置添加模型功能調(diào)入毛坯、夾具及設(shè)計(jì)模型。

3.創(chuàng)建仿真用刀具庫(kù)

打開Vericut中刀具管理器，通過對(duì)刀具與刀夾的定義創(chuàng)建刀具庫(kù) (見圖4)，添加程序中所需要的刀具。

圖4

4.設(shè)定坐標(biāo)系及相關(guān)參數(shù)并添加數(shù)控程序

在項(xiàng)目樹中選擇坐標(biāo)系創(chuàng)建零件坐標(biāo)系，調(diào)整為合適位置，在G代碼偏置中選擇程序零點(diǎn)進(jìn)行配置 (見圖5)，選擇從“組件”選擇“B”，到“坐標(biāo)原點(diǎn)”選擇“Csy1”，在項(xiàng)目樹中配置工位內(nèi)容將G代碼中編程方式選擇“刀長(zhǎng)補(bǔ)償”，徑向刀具補(bǔ)償選擇“開－默認(rèn)為全半徑”。

5.仿真

圖5

圖6為某零件在五軸加工中心的仿真過程，其仿真過程反映真實(shí)的加工過程，通過自帶比較功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)碰撞及干涉情況，有針對(duì)性的對(duì)刀具的走刀路徑進(jìn)行優(yōu)化，減少空走刀。

圖6

6.結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)Vericut軟件構(gòu)建仿真平臺(tái)，通過虛擬五軸加工過程中機(jī)床、刀具、夾具和程序的仿真驗(yàn)證，避免實(shí)際加工中出現(xiàn)碰撞、過切，減少空走刀，大幅度提高機(jī)床的利用效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少超差和報(bào)廢。