試談數(shù)控編程技術(shù)(參考版)
2025-07-17 01:57本頁面
【正文】 (2)加工一般的型腔復(fù)雜的工件，可以在一次裝夾中完成加工并且可以隨時調(diào)整位姿角，從而大大提高了加工效率、加工質(zhì)量和加工精度。五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床被認(rèn)為是航空航天、船舶、精密儀器、發(fā)電等行業(yè)加工關(guān)鍵部件的最重要加工工具。
精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用。
二、加工中心特點(diǎn)：
工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序，自動選擇和更換刀具，自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡及其他輔助機(jī)能，依次完成工件幾個面上多工序的加工。五軸加工是指在一臺機(jī)床上至少有五個坐標(biāo)軸(三個直線坐標(biāo)和兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo))，而且可在計算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調(diào)運(yùn)動進(jìn)行加工。兩軸半加工是指在兩軸的基礎(chǔ)上增加了Z軸的移動，當(dāng)機(jī)床的X、Y軸固定時，Z軸可以上下移動，利用兩軸半可以實(shí)現(xiàn)分層加工，每層在同一高度上進(jìn)行兩軸加工，層問有Z向移動。對于復(fù)雜零件，特別是具有空間曲線、曲面的零件，如葉片、葉輪、復(fù)雜模具等或者程序量很大的零件，數(shù)控編程通常采用自動編程系統(tǒng)，其在實(shí)現(xiàn)設(shè)計、加工自動化、提高加工數(shù)控加工從兩軸加工、兩軸半加工、三軸加工發(fā)展到目前的多軸加工。后置處理技術(shù)也就是說數(shù)控加工的后置處理是CAD/CAM集成系統(tǒng)非常重要的組成部分，它直接影響CAD/CAM軟件的使用效果及零件的加工質(zhì)量。1980年北京、上海機(jī)床研究所及遼寧精密儀器廠分別引進(jìn)了日本FANUC和美國的MTC、Dynapth LTD數(shù)控系統(tǒng)，在引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多年的努力，我國的數(shù)控產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)基本上掌握了關(guān)鍵技術(shù)，可靠性有了很大提高。1958年清華大學(xué)和北京第一機(jī)床廠合作研制了我國第一臺數(shù)控銑床。目前數(shù)控加工技術(shù)已從當(dāng)初的航空工業(yè)部門逐步擴(kuò)大到汽車、造船、機(jī)床、建筑等民用機(jī)械制造業(yè)，并取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。APT語句所表示的含義FROM/x,y,z, a,b,c無切削移動至位置(表示因素由機(jī)床決定)GOTO/x,y,z a,b,c切削至位置(表示因素由機(jī)床決定)FEDRAT/n進(jìn)給量CUTTER刀具SPINDL/n,cw(ccw)旋轉(zhuǎn)速率順時針，(逆時針)/off停止旋轉(zhuǎn)COOLNT on打開冷卻液off關(guān)閉冷卻液RAPID快速進(jìn)給至STOP停止運(yùn)動FINI程序結(jié)束我國數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀1952年誕生的第一臺數(shù)控機(jī)床是制造技術(shù)發(fā)展過程中的一項重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時代的開始；就制造行業(yè)而言，具有跨時代的意義和深遠(yuǎn)的影響。 后置處理的研究是機(jī)床程序語言不通用性的產(chǎn)物，也必然會隨著機(jī)床控制通用性的實(shí)現(xiàn)而消亡。也可能是APT刀軌本身具有一定的問題，需要通過一定的手段來檢驗NC代碼的準(zhǔn)確性。對機(jī)床的了解主要包括，刀具位置描述所需的因素，坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，進(jìn)給量、轉(zhuǎn)速等的描述方法，運(yùn)動的描述以及一些特殊的語法。使用最廣乏的仍舊是一對一的編程方式。這個流程圖代表了一般后置處理的過程。表 APT常用語語意3．程序設(shè)計框圖圖3 [4]中給出的后置處理過程圖這是[4]中給出的一個后置處理過程圖，其進(jìn)行了由大型商用軟件Catia所產(chǎn)生的APT文件到MACS5000五坐標(biāo)數(shù)控龍門銑床數(shù)控程序的后置處理文件的編寫。下面是一些APT中的常用語句所代表的含義。但是坐標(biāo)轉(zhuǎn)化的思想是相同的，即通過空間幾何的方法，將APT文件中的機(jī)床刀頭位置與刀具矢量方向轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w機(jī)床所需的數(shù)字量。 對于不同的機(jī)床，其所需描述刀具位置的因素也可能不同，甚至坐標(biāo)系的確定也不一致。故，需要進(jìn)行幾何運(yùn)算實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。1．后置處理的幾何算法 使用商用CAD/CAM軟件得到的是APT格式的文件，這種文件使用的是工件坐標(biāo)系，給出的是刀頭的位置與刀具的矢量方向。但它采用高級語言編寫描述機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)的程序，要求用戶既熟悉數(shù)控知識，又具備較豐富的軟件編程經(jīng)驗，因此給程序編寫、修改和維護(hù)帶來一定困難。1980年IBM公司為解決APT刀位源文件的處理推出了DAPP(Design Aid for Post Processor)系統(tǒng)，系統(tǒng)提供給用戶生成后置處理系統(tǒng)所需的一些程序和文件，如輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)處理模塊等。對于不同的數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控指令文件的代碼和格式也有所不同，也就是說需要編寫不同的后置處理程序。20世紀(jì)50年代由麻省理工學(xué)院設(shè)計APT數(shù)控語言后，后置處理就成為自動編程的重要組成部分。 STEPNC是目前世界工業(yè)化國家研究的熱點(diǎn)，其中具代表性的研究項目有歐洲的STEPNC項目、美國的Super modal項目、日本的Digital Master項目等。 4) STEPNC模型 1997年歐共體提出了STEPNC概念，將產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)STEP擴(kuò)展至CNC領(lǐng)域，重新定義了CAD/CAM 與CNC之間的接口，它要求CNC系統(tǒng)直接使用符合STEP標(biāo)準(zhǔn)的CAD三維產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型(包括幾何數(shù)據(jù)、設(shè)計和制造特征)，加上工藝的信息和刀具信息，直接產(chǎn)生加工程序來控制機(jī)床。由于該誤差的大小與機(jī)床運(yùn)動結(jié)構(gòu)有關(guān)，在通用化的前置處理中難以處理。對于多軸聯(lián)動，特別是包含旋轉(zhuǎn)
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