基于UG的五轴加工中心虚拟机床及后置处理开发

Internal Combustion Engine&Parts
0引言
随着我国装备制造业取得迅猛的发展，对零件部件加工的精度以及形状要求也不断的提高，特别是在高精密零件加工方面，传统机床已经无法满足精度需求。

因此需要性能更为强大的机床实现零件加工，而五轴加工中心便是其中一个重要发展方向。

五轴加工中心能够有效的提高复杂零件加工方面的工艺水平，在航空航天、仪器仪表、船舶
和汽车等诸多的工业领域得到有效应用。

对五轴加工中心进行深入的研究，对推动我国高精密部件制造拥有非常显著的优势，并且对促进我国工业水平也具有重要的意义。

1虚拟机床的开发
1.1机床模型的设计
采用型号为TOM1060的五轴加工中心和SIEMENS840D s1型号的数控系统进行配合使用，采取双转台五轴联动进行加工。

各个运动轴行程分别为X轴：1000mm、Y轴：600mm、Z轴：500mm，而A轴为±110℃，C 轴为±180℃。

早采用UG软件对集成仿真和验证过程中，首要的便是对UG软件构建模块功能加以利用，根据床身本体以及X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴等组件开展相应的分类，实现对机床模型科学构建。

之后对软件装配功能进行利用，使所有部件进行组装成为完整的机床模型，同时对个配体间约束关系进行进行构建，并对其各自自由度进行一定的限制。

最后将五轴的各个组成设定为和真实机床完全相同的初始位置，最终实现建立整个虚拟机床模型。

1.2运行模型的设计
当虚拟机床模型完成创建以后，便要对其中的运行模型进行各自定义，对轴名称、行程、连接点与方向以及部件关系进行定义。

仿真过程主要是对运动模型与机床驱动器当中所包含的信息加以充分的利用，最终推动机床运行。

对双转台形式的五轴加工中心开展运动模型构建时，应该根据右手笛卡尔规律对机床坐标系M、主轴方向T、第四轴和第五轴矢量P和S以及第四轴和第五轴的连接点CP 和CS进行相应的设定，并对虚拟机床中的控制器VNC进行MOM变量名方面的配置，如表1所示。

对UG软件当中的机床构建器功能即MTB加以利用，使其对机床运动模型做出相应的定义。

MTB主要是利用运动树结构实现对运动模型的构建，该运动树主要由运动部件及其对应关系两部分构成。

运动部件作为机床当中物理模型，当其中的父部件发生运动时，其相应的子部件也会随之发生运动。

2后置处理的开发与测试
2.1后置处理的开发
机床驱动器即MTD通过对CNC控制器内部程序进行构建，由于CNC控制器具有可编程界面，能够根据实际运动实现机床模型的合理设定，同时对运动显示也进行相应的设定。

在对机床进行仿真时，可将运动和反馈全交由MTD实现控制。

从功能上来看，MTD和机床仿真器较为类似，CNC控制器与控制机床有所相似。

从机床库当中全部机床来说，他们均拥有各自相对应的MTD驱动器。

如果要构建新的虚拟机床，通过对已有机床MTD进行相应的修改即可，使其满足新虚拟机床特点。

五轴加工中心在对虚拟机模型与及运动模型构建完成后，其中的虚拟机床和实际中的数控机床具有相同的地方，即都需要安装CNC控制器实现对各类运动加以控制。

在UG软件当中的MTD功能能够对CNC控制器所需的程序进行模拟创建。

MTD主要通过TCL语言进行编写，也可以利用高级编程语言进行开发，如C++等。

MTD能够对特定循环、宏以及其他与CNC控制器存在关联的事件但加工环境无法有效支持的功能。

型号为TOM1060的五轴加工中心中的MTD主要是利用UG/POST BUILDER实现创建。

在对N/C控制进行虚拟时，对Virtual N/C Controller选项加以勾选，实现对N/C 控制的有效虚拟创建。

并在VNC Commands当中对控制命令进行创建。

2.2仿真加工测试
在集成仿真和验证机床充分设计完成后，选择Φ80mm的铣刀盘作为仿真测试模型，如图1所示。

零件主要有五轴定向面、A轴>90°摆动面以及五轴联动加工面等多个特点，悬着该零件进行测试，能够测试出机床几何体碰撞、五轴联动转角干涉、坐标行程超程以及定向加工退
基于UG的五轴加工中心虚拟机床及后置处理开发
原翔
（晋中职业技术学院，晋中030600）
摘要:随着我国经济水平的迅猛发展，机械制造业逐渐成为我国重要的产业之一，机械制造也不断朝数字化方向发展。

利用先进的数控机床实现对复杂的高精密零件进行制造，已经成为机械制造业主要的发展趋势。

机械加工过程常常会发生意外，对加工人员带来一定的安全隐患。

因此，对机械加工过程进行有效的虚拟，能够很好的避免加工过程的不足。

本文就五轴加工中心利用UG软件进行虚拟机床开发，并对其进行相应的后置处理与测试，以期对相关研究人员有所参考价值。

关键词:UG软件；五轴加工；虚拟机床；后置处理；驱动器开发
表1MOM变量名配置表
参数MOM变量名
M T P CP S CS mom_kin_machine_zero_offset（9，4，0）mom_kin_spindle_axis（-1，0，0）mom_kin_4th_axis_vector（0，-1，0）mom_kin_4th_axis_point（10，-1，-10）mom_kin_5th_axis_vector（0，0，1）mom_kin_5th_axis_point（8，0，-8）
0引言
随着时代的发展，我国工业水平和人民生活水平都有了较大程度的提高。

与此同时，人们越来越重视生活质量和生活环境，而现代工业的高速发展和大力生产导致了许多噪音、废水、废气等的出现，生态环境污染严重，人们的生活环境也因此遭受到了极大的破坏。

工业污染所造成的环境污染问题甚至已经上升到了威胁人类生存的地步。

各国对此都持有极度重视的态度，为了保护人们的生活环境，人类的可持续发展需要各国共同努力来实现。

在对工厂污染进行整治的过程中机械设备的环保性扮演着极其重要的角色。

在这个工业环境污染问题堪忧的时代里，机械设备的环保性已经成为对其进行性能评测的一项重要指标。

我国要想更好地跟上时代发展就要在这方面加以重视，对于机械设备的环保性必须加强研究。

1机械设备性能环保性概述
为了更好地提高机械设备保护环境的性能水平，硬件和软件应该都得到重视和改善，这样才能让机械设备的环保性能得到更加全面的提高。

机械设备的环保性不佳可能会带来废气、噪音等各种环境问题，不同问题的产生很大程度上都是与不同机械设备的工作环境和原理有着紧密联系的。

但是主要原因要从机械设备的硬件条件上找，其次就是机械设备的设计制造、操作和维护过程中存在的缺陷。

随着人们对于保护环境的自觉性不断提高，各种环境中的环保要求也越来越高，各国对于环境保护已经上升至国家政策的高度，如我国的可持续发展等，各国法律对于工厂的排污排气等都作出了相应的明文规定。

与之相适应，各个工业企业也都在积极响应国家和人们的号召，主动跟随全球性的环保潮流，使用环保的原料、设备，制造出环保型的产品。

所以环保已经成为企业在生产经营等过程中需要时刻注意的问题。

2机械设备的环保性及其影响
机械设备在运行时对周围环境保护的性能被称之为环保性。

如今社会的生产生活中处处离不开机械设备的使用，尤其是在工厂的生产中，机械设备支撑着整个工厂的正常运行。

然而在面对工业污染严重威胁人类生存环境的这一问题时，机械设备在被使用的过程中会对环境造成怎样的破坏已经成为人们重点关注的一个问题。

机械设备环保性能的提高不仅意味着技术上的突破，同时也是人们保护环境的一大重要措施。

机械设备由于工作时间较长而对周边环境造成污染的现象有很多，例如大量切割、焊接等操作而导致大量有害粉尘的形成，还有设备运转时由于强烈震动带来的噪音污染，设备运行中排放的废水、废气等。

机械设备的环保性一般会受到许多行业和技术的影响，工业企业想要在保持其正常经营的基础上机械设备的环保性能加以改进非常不容易的。

刀等诸多问题，上述问题常在实际加工中遇到，通过有效的测试能够最大限度的保证安全生产，并且能够提高生产效率。

图1Φ80mm
铣刀盘
铣刀盘通过联结功能将其实现虚拟机床的定位，之后
开启机床仿真功能。

先对显示与碰撞检测等相关组件进行设定。

之后对可视化动画当中机床代码进行相应的仿真。

最后利用播放功能，实现对整个仿真动画进行自动播放。

利用UG 软件具有的仿真与验证功能实现五轴加工中心进行虚拟虚拟设计，并对其进行相应的后置处理进行构建，经过实践测试，可以直观的掌握实际加工过程中存在的不足，并做出相应的改善措施。

同时软件能够对加工过程的加工性能与工序合理性等做出相应的分析，能够显著的降低研发周期与成本，使产品质量得到极大的提高。

本文以TOM106型号的五轴加工中心和SIEMENS840D s1型号的数控系统作为研究对象，对其进行虚拟机床构建并验证，对相关工作者拥有很大借鉴作用。

参考文献:
[1]王文凯，黄杰，彭换新，等.基于UG8.5五轴联动机床构建后置处理模块的研究[J].机床与液压，2016，44（14）：11-13.
机械设备环保性能的探究
杨虎军;刘养峰
（中国路桥工程有限责任公司，北京100011）
摘要:如今，工业生产所造成的废水废气等污染物给人们的正常生活已经造成的极大的影响，人们对于现代工业的生产环保性已
越来越加以重视，各国对于工业企业的环保问题进行大力整治，而在工业生产中是否会造成严重污染的关键是机械设备的环保性。

本文从机械设备的环保性内涵及其重要性展开讨论，对于改善机械设备环保性能提出了几点有效建议。

关键词:机械设备；环保性能。