基于ug的加工仿真及后置处理器的开发

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1、万方数据基于UG的加工仿真及后置处理器的开发DevelopmentofNCmachiningsimulationandprogrammingsystembasedonUG周立波．李厚佳ZHOULi．bo．LIHou-jia(上海工程技术大学高职学院．上海200437)摘要：目前多数的数控仿真软件仿真的机床和控制系统有限，不能满足一般企业的需求。而且仿真的代码也需要手工输人到仿真系统中，不能保证仿真的准确率。文章在UG／POST通用后置处理器的基础上，开发出针对NEXUS一410B机床的四轴专用后置处理器，能够自

2、动输出数控程序，并详细阐述了在uG／}s＆V环境下数控机床仿真模型的构建与加工仿真系统的建立过程，包括刀具轨迹的创建与验证、数字模型与装配、运动仿真、机床驱动器以及仿真模型的加工仿真，并通过产品加工实例验证了该专用后置处理器和加工过程仿真系统的正确性和实用性。关键词：刀轨仿真；后置处理；运动模型；加工仿真中图分类号：TP391文献标识码：A文童编号：1009—0134(2009)02-0047-040引言数控技术是机械加工现代化的重要基础与关键技术。虽然数控机床的广泛应用，大幅度地缩短了产品的制造周期，提高了产

3、品的加工质量和生产率，但是对于一些形状复杂零件的加工，要确保所生成的加工程序不存在任何问题仍十分困难，其中最重要的问题是加工过程中的过切与欠切、刀具与机床部件和工件夹具之间的干涉碰撞等。因此，在实际加工前采取一定的措施对加工程序进行检验并修正是十分必要的。随着计算机图形技术的发展，利用计算机图形显示系统把加工过程中零件模型、刀具轨迹，刀具外形一起显示出来，对零件的加工过程进行数控加工仿真。利用数控加工仿真技术，可以消除程序中的错误，有效检查出机床加工过程中可能出现的干涉碰撞事故，显著提高数控机床的安全使用率；减

4、少实际的切削验证，从而提高加工效率，根据仿真的效果，对切削参数进行相应的修改，从而方便的改善加工质量，并降低生产成本，对促进现代制造业的发展具有重要意义。数控加工过程仿真常用的仿真模式有刀具轨迹仿真和虚拟加工仿真。刀具轨迹仿真一般在后置处理之前进行。通过读取刀位数据文件检查刀具位置计算是否正确，加工过程是否发生过切，所选刀具、走刀路线、进退刀方式是否合理，刀具轨迹是否正确，刀具与约束面是否发生干涉与碰撞。虚拟加工方法是应用虚拟现实技术实现加工过程的仿真技术。虚拟加工法主要解决加工过程和实际加工环境中，工艺系统间

5、的干涉碰撞问题和运动关系。由于加工过程是一个动态的过程，刀具与工具、夹具、机床间的相对位置是变化的，工件从毛坯开始经过若干道程序的加工，在形状和尺寸上均在不断变化，因此虚拟加工是在各组成环节确定的工艺系统上进行动态仿真。UG软件的ISV(IntegratedSimulation&Verification，简称IS&V)模块是一个功能强大的集成仿真验证专用模块和一个完全可订制的模块，可以基于加工工艺系统模型对CAM生成的刀具轨迹程序进行模拟、校验和显示，可以监控机床、工件、夹具和刀具之间的碰撞干涉情况，可以建立与

6、实际生产加工中的数控机床完全一致的精确运动模型，以使模拟仿真结果完全符合实际情况。而这些信息在可以反馈给零件设计者帮助他们对零件的可制造性和可加工性进行重新评估和改进。等到零件实际加工时，应该已经确定其在机床上是可加工的。这样不仅节省了成本也提高了加工效率，不会因为加工中出现的问题而中断加工。UG软件的POST可以针对不同机床以及数控系统定制专用的后置处理器，实现自动编程，输出的NC代码无需修改，可直接输入机床进行加工。1刀具轨迹的仿真刀具轨迹仿真就是将加工过程中刀具轨迹上的收稽日期：2008—05—29作者简

7、介：周立波(1978一)，男，湖北随州人，讲师，硕士，主要从事CAD／CAM技术，数控技术及虚拟仿真等方面的研究。第31卷第2期2009—02【47l万方数据关键点坐标存储在一定的数据结构中，然后遍历这些点的坐标并以线框图形的方式实时显示加工过程。选择加工环境定义CAM构件_手口CAM设置分析危0建几何体创建倦改父组件几何体程序l刀具ll几何体l1加工方法创考修改操作生成刀位轨迹验证图I刀具轨迹生成流程图刀具轨迹生成流程图，如图1所示。在对零件进行刀具轨迹仿真之前先要建立其加工后最终得到的模型，并进入UGCAM

8、模块完成几何体、刀具、加工方法(粗加工、半精加工、精加工)及程序等的创建或设置，最终生成刀轨，在这个过程中要旋转加工的类型(如平面铣削、型腔铣削或者多轴加工)以及设置工件加工的一些参数。或者通过读取刀位数据文件检查刀具位置计算是否正确，加工过程是否发生过切，所选刀具、走刀路线、进退刀方式是否合理，刀具轨迹是否正确，刀具与约束面是否发生干涉与碰撞。然后使用刀轨确认命令对生成地刀具路径进行