鄭州飛機裝備有限責任公司 (河南 450005) 王宏宇 張會珍 韓智勇

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

本文以Vericut軟件為仿真平臺，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，可減少或避免實際加工中碰撞與刀具干涉問題，大幅度減少在設(shè)備上對數(shù)控程序的調(diào)試時間，達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)建仿真用機床

(1)機床結(jié)構(gòu):本機床配備X、Y、Z、B和C軸，是一款B軸為主軸復合擺動，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°，各軸相對初始位置關(guān)系如圖1所示。

圖1

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

圖2

(3)機床初始化設(shè)置:在機床設(shè)定中設(shè)定行程(見圖3)及其他參數(shù)，檢查機床運動結(jié)構(gòu)是否符合真實運動情況，以此完成機床的構(gòu)建。

圖3

2.調(diào)入控制系統(tǒng)、毛坯、夾具及設(shè)計模型

此機床采用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)計模型。

3.創(chuàng)建仿真用刀具庫

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

圖4

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

在項目樹中選擇坐標系創(chuàng)建零件坐標系，調(diào)整為合適位置，在G代碼偏置中選擇程序零點進行配置 (見圖5)，選擇從“組件”選擇“B”，到“坐標原點”選擇“Csy1”，在項目樹中配置工位內(nèi)容將G代碼中編程方式選擇“刀長補償”，徑向刀具補償選擇“開－默認為全半徑”。

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的加工過程，通過自帶比較功能，及時發(fā)現(xiàn)碰撞及干涉情況，有針對性的對刀具的走刀路徑進行優(yōu)化，減少空走刀。

圖6

6.結(jié)語

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