AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理
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AC双转台五轴联动数控加工中心的后置
处理
摘要:数控加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的一部分,它可以高效地完成各种零部件的加工任务,并且具有高精度、高效率的特点。AC双转台五轴联动数控加工中心可以完成更加复杂的加工任务,在加工完成后还需要进行后置处理,以保证加工零件的质量和精度。文章以AC双转台五轴联动数控加工中心为研究对象,研究其后置处理的可行性,以期为多轴设备提供有效保障。
关键字:双转台;五轴联动;后置处理
前言
在数控编程过程中,前置处理指的是刀位的轨迹计算过程。基于相对运动这一原理,一般在工件坐标系当中来计算刀位的轨迹,无需将机床结构、指令的格式考虑进去,以使前置处理通用化,保证前后置处理能够各自负责相应的任务。为了读取最终加工程序,就需要对前置处理得到的刀位数据进行转换,形成机床程序代码,这一过程就是后置处理。在航空领域,AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理起着重要保障作用,本文主要以AC双转台五轴联动数控加工中心的后置处理展开探究。
1后置处理的概述
1.1 概念
后置处理属于数控加工和CAM系统间的桥梁,其主要任务就是对CAM软件生成的刀位轨迹进行转化,使其成为符合特定数控系统、机床结构的加工程序。
1.2 主要任务
五轴联动数控加工中心的后置处理有着重要的任务,主要是结合机床的控制
指令格式、运动结构等要求,对于前置处理所生成的刀位数据文件进行转变,使
其成为机床各轴的运动数据,然后,依据控制指令的具体格式,将其进行转换,
形成数控加工中心的加工程序。具体而言,可以将后置处理的任务分为几下几点:
①机床运动学转换
五轴联动数控编程所生成的刀位数据,通常指的是刀具与工件坐标系相对的
刀心具体位置、刀轴矢量数据。在机床的运动转变下,其主要是依据实际运动结构,对刀位文件当中的数据信息进行转换,使其成为不同运动轴上的数据信息。
②非线性运动误差的校验
非线性运动误差的校验是在CAM系统计算刀位数据时进行的,这个系统使用
离散直线来近似工件轮廓。只有当刀位实际运动为直线时,才能与编程的精度相
匹配。在多坐标加工中,基于旋转运动其自身的非线性特点,由机床各个运动轴
线性合成的实际刀位运动,可能会与编程直线之间有很大的偏离。所以,需要检
查并修正这个误差,一旦超过容许误差范围,就需要进行必要的修正。
③进给速度的校验
进给速度的校验涉及刀具接触点或刀位点与工件表面的相对速度。在多轴加
工的过程中,在回转半径的作用下,由于其具有一定的放大作用,当把合成速度
转换到机床的坐标时,可能会导致平动轴出现较大的变动,甚至比机床的伺服能
力要大,也可能比机床、刀具的负荷能力还大。所以,应该基于以上各中介能力
进行校验和修正。
④生成数控加工程序
基于数控系统要求的指令格式,对机床运动数据进行转换,使其成为机床的
程序代码。完成该过程以后,应进行逐行解释与执行,然后结合刀位文件,将行
的类型记录下来,以此判断是对机床坐标的转换,还是代码的转换,一直持续到
刀位源文件结束。
以某航空制造企业的AC双转台五轴联动数控加工中心为研究对象,使用
UG/Post Builder后处理构造器,对设备配置的数控系统开发专用的后置处理器,并使用VERICUT仿真软件进行验证。
2.1后置处理开发流程
以UG软件为例,后置开发的流程是先将机床的各项数据进行全面搜集,选
择具体的机床类型以及后置处理类型,接着,合理设置运动轴参数,以及程序和
刀轨的参数,之后进行自定义参数设置,并测试是否合格,若结果不合格,则需
要重新返回设置运动轴参数,若结果合格则结束[2]。
2.2后置处理开发
德玛吉DMU 75 monoBLOCK较为典型,其配置的3D数控系统为Heidenhain iTNC 530 HSCI。其加工产品类型多样,包括发动机舱盖模具、钢制刀塔等等。
其参数为:750mm的X轴行程,NC数控回转摆动工作台,18,000 rpm转速的电主
轴和60位刀库,能够提供最高整体性能,可以加工840mm直径和600kg重量的
工件,而占地面积不足8m。
依据上述流程,后置处理分为以下几步:
①搜集机床的型号、行程、控制系统等各种数据信息。
②定制后置处理。
③合理设置转台旋转平面。
④在导轨、程序的标签中,先选择程序,然后设置相应的起始序列,并设置
工序起始序列、结束序列以及程序结束序列。
⑤完成各项设置之后,点击保存,然后退出。
⑥最后,进行集成后置处理,在安装目下,将其配置文件打开,然后添加相
应的后置处理文件。
在刀轨设计中,使用UG NX12.0软件进行大力神杯导轨设计。对于零部件,
利用VERICUT软件,对其进行NC仿真加工。在具体实践中,先进行虚拟机床的
搭建,将其用来模拟仿真。通过结合机床的运动结构等各种要求,在软件中搭建
好相应的框架,具体包括机床本体、刀库、操作面板、清理机构、机械手、A轴、Y轴。完成框架搭建之后,导入相对应的组件模型当中即可。
接着,将虚拟机床进行初始化设置,完成之后,在软件中搭建虚拟机床。根
据前期开发的后置处理文件,生成相应的代码程序,然后进行验证、模拟、优化,对大力神杯进行仿真加工,结果发现整个过程中并未出现碰撞以及其他的问题[3]。
3.5实体加工
通过使用UG软件,对大力神杯进行刀轨规划,并借助专用的后置处理器,
生成NC程序仿真,且确保无误时,则需要进行实体加工,对这一方法的高效性、精度进行有效验证,通过检验每一项的零件加工指标,其结果全部与设计的要求
相符。最终,通过借助VERICUT软件和UG软件,对Heidenhain iTNC 530 HSCI
专用后置处理进行开发,在仿真以及实体加工验证之后,发现UG软件有着十分
强大的功能,后置处理开发模块也具有较强的人性化特点。VERICUT软件在具体
使用中,其仿真效果极佳,有效保障了实体加工,对于实际生产的要求也能够满足,不仅可以促进设备使用效率的提升,还有助于节约成本。
结语:AC双转台五轴联动数控加工中心是现代制造业中不可或缺的一部分,
它具有高精度、高效率等特点。后置处理包括清洗、抛光、涂漆、热处理等一系
列工艺,其主要目的在于去除表面的毛刺、氧化层,提高加工表面的光洁度和耐
腐蚀性,同时也可以改变材料的硬度、强度等性能。在进行后置处理时,需要根
据产品的材料和用途选择合适的后置处理方法,并按照流程进行操作,以保证加
工产品的质量和准确性。
参考文献: