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机械网--虚拟制造环境下的CAM集成技术研究

发布时间:2021-11-19 12:04:11 阅读: 来源:冲床厂家

21世纪的市场将迈向全球化,企业经营环境延续变化且不可预测,产品需求更加个性化。因此,未来的市场竞争对企业提出了更高的要求。敏捷制造正是适应这类情势、面向21世纪的新型生产模式。虚拟制造是实现敏捷制造的1种手段和方法,它以现代的计算机网络技术、信息技术为基础,综合利用了仿真、建模、虚拟现实等技术,在计算机上对设计、制造等生产全进程和制造环境统1建模,实现从产品概念设计到终究实现的全进程模拟和仿真。CIMS是敏捷制造的运行基础。CAD/CAPP/CAM/MPS(加工进程仿真)集成技术作为CIMS和虚拟制造的关键技术,是实行敏捷制造的基础。因此,展开对CAD/CAPP/CAM/MPS单元技术研究对未来敏捷制造的全面实行有着非常重要的意义。CAD、CAM技术已逐渐步入了成熟和商品化,计算机仿真技术也越来越多的利用在制造业中。而CAPP由于本身的多元复杂性,1直未能紧跟上CAD和CAM的发展步伐,因此它也制约着CAD/CAPP/CAM/MPS集成技术的发展。现有的许多CAD/CAPP/CAM集成系统自动生成NC代码时,依托将加工零件分为最基本的加工单元——特点,对每种加工特点的每加工工步设计固定的NC程序库,根据CAPP的加工工步排序结果、刀具选择、切削参数选择,生成对特定零件进行加工的NC程序。这类方法的优势在于集成方法简单,但它的NC程序库是针对特定的数控系统,因此灵活性差,不具有柔性。另外,它不能与加工进程仿真有效集成。不符合未来制造系统高度柔性化和集成化的发展趋势。Pro/E作为新1代的自动化设计软件被工业界广泛利用,它将设计与加工进程及NC代码生成集成在统1平台下,有着较强的设计功能和加工功能,但由于缺少与CAPP的信息集成,使CAD/CAPP/CAM/MPS的信息集成出现断流。CAPP产生的大量的加工信息没法被CAM所使用。而且,现有的CAD/CAM软件的加工仿真功能过于简单,而许多专用的仿真软件与这些CAD/CAM软件没有成熟的接口,不能满足虚拟制造的需求。因此,如何通过提取CAPP的加工工艺自动计划结果,利用Pro/E的加工功能,自动完成加工进程,并为MPS提供加工进程仿真所需信息,实现从CAPP到CAM和MPS的信息集成和功能集成是本文讨论的重点。1、系统整体结构CAD/CAPP/CAM/MPS集成系统的体系结构如图1所示。全部系统集成基于STEP标准,针对非回转体类零件,由CAD利用Pro/E完成零件造型并提取零件加工特点信息后以STEP中性文件的格式输出到CAPP,由CAPP自动完成工艺计划,CAM读取工艺计划结果后,利用Pro/E的加工功能,在计算机上自动完成加工进程仿真后,输出刀位文件,刀位仿真完成刀位驱动的材料切除检验司法强拆有法定程序吗。CAM-POST(CAM后处理)完成从刀位文件向NC代码的转换。NC代码仿真器在建立了加工设备模型、零件模型、毛坯模型、夹具模型和刀具模型的基础上,完成由NC代码驱动的虚拟加工。检查加工进程中的碰撞干涉和NC代码的毛病,提出修改意见。图1 系统结构图

2、CAM的功能集成与许多其它CAD/CAPP/CAM集成系统不同,本系统的CAM充分利用成熟的商品化CAD/CAM软件——Pro/E的加工功能。但同时又对Pro/E进行2次开发,避免了直接利用Pro/E加工功能时所需的大量的人机交互。本系统功能集成如图2所示。在Pro/E环境下,手工完成1个特点的1个加工工步需要人机交互地选择1种加工方法,指定加工特点及和此加工特点有关的各种特点几何参数,填写刀具参数表,切削参数表等。因此,实际上相当于完成了1个工艺计划人员的工作。这就需要用户是1个有经验的工艺人员,同时又是1个Pro/E的熟练用户,对用户要求高,工作量大。图2 系统功能集成图

本系统的CAM对Pro/E加工信息的取得进行了新的设计开发,由CAPP完成加工工艺排序,加工刀具选择,切削参数选择。CAM读取CAPP的结果后写成Pro/E能辨认的菜单点取文件格式,在Pro/E中自动运行此菜单点取文件,自动完成零件加工进程仿真并生成刀位文件。因此民房强拆怎么办,节省了大量的手工交互时间并降落了对操作人员的要求,同时完成与CAD,CAPP的有效集成。所生成的刀位文件可以用于刀位驱动的毛坯材料切除仿真,使CAM能与仿真有效地集成。刀位文件还输入到CAM-POST处理器,完成后置处理,由后置处理器根据特定的数控系统生成合适的数控代码,避免了以往利用NC子程序库生成NC代码灵活性差的缺点。CAM-POST生成的NC代码作为NC代码仿真器的输入。仿真器对实际加工设备建模,构造加工中心的主轴头和工作平台模型,读取CAM提供的由零件、毛坯和夹具组成的加工模型和刀具信息。在计算机内建立完全与实际物理环境1致的虚拟加工环境,完成加工进程的仿真,大大减少了试切的时间和费用。3、CAM信息集成与以往的CAD/CAPP/CAM/MPS集成系统相比,本CAM系统对加工零件信息和工艺信息有1些特殊的要求。在Pro/E环境下完成1个零件的加工时,首先需要建立1个加工模型(.mfg文件),加工模型如图3所示,由零件模型,毛坯模型和夹具模型组成。零件模型,毛坯模型和夹具模型分别由零件CAD、毛坯CAD与夹具CAD完成,由于Pro/E具有统1数据库和全相干的特点,任何在CAD部分的改动都会在加工模型中照实地反应出来,保证了信息的完备和统1。在具有了零件信息、毛坯信息和夹具信息的基础上,加工的所有工艺信息均由CAPP模块提供,保证信息流向的公道性,由于Pro/E加工的特殊要求,使得本系统的CAPP不同于传统的CAPP系统。CAPP提供特点加工的排序结果,刀具参数描述文件,切削参数描述文件和加工特点描述文件。其中刀具参数描述文件和切削参数描述文件均需符合Pro/E的要求,不但描述了普通CAPP系统所提供的关于刀具参数和切削参数,如刀具类型、刀具长度、刀具直径、切削速度、进给速度等。还提供诸如控制切削走刀次数、走刀方向和退刀高度等1些更加具体和完善的加工参数。相对其它CAPP系统,本系统CAPP模块提供的信息更加完善,与CAM的关系更加密切。另外,由于与MPS进行了集成,使全部系统更加实用,更符合虚拟制造技术和未来制造系统的要求。图3 系统信息集成图

CAPP提供的加工特点描述文件,是CAPP根据CAD提供的STEP中性文件提取加工特点信息并经过工艺处理后输出到CAM系统,它描述了加工特点的1般几何信息(如孔深、孔径)和位置信息(如特点所在方位面)。4、加工进程自动化的实现除上面所提到的本CAD/CAPP/CAM/MPS集成系统具有很高的集成度外,CAM模块能自动完成加工进程仿真并自动生成刀位文件是本系统的又1大特点。它的基本思想如图4所示:根据Pro/E中Pro/M加工的特点,为每种加工特点匹配1种相应的Pro/M提供的加工方法,并记录每种加工方法的菜单点取进程和参数需求。由CAM系统根据CAPP提供的特点加工方法和特点参数自动生成加工进程的菜单点取文件,并根据特点参数,在菜单点取文件中设置公道的控制参数。在Pro/E环境下实行菜单点取文件后,Pro/M自动完成加工进程并生成刀位文件。图4 自动加工进程

实践表明,加工进程的自动实现不但减少了大量的手工操作,而且由于与CAPP高度集成,提高了加工方法实现的规范化和统1性。同时,由于CAM系统集成在Pro/E环境下,使CAM系统能够利用Pro/E的其它功能(如生成刀具表),提高了系统的实用性。5、结 论以某厂的实际典型零件FB0103,FB05186,FB0288等为例验证了本系统违法建筑强拆有的补款吗。自动完成加工进程并生成刀位文件比手工完成加工缩短了大约80%的时间和工作量。并利用刀位仿真和NC代码仿真的功能对生成的刀位文件和NC代码进行了计算机仿真加工,避免了加工中心的碰撞、干涉,有效地提高了系统效率。本系统的实际利用表明,本集成方案是可行的、公道的,为虚拟制造的CAD/CAPP/CAM/MPS的研究提供了切实可行的方法与经验。资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章