虚拟环境下的CAM集成技术研究

《虚拟环境下的CAM集成技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第1章虚拟环境下的CAM集成技术研究21

2、比纪的币场将而向全球化，企业经营环境持续变化且不可预测，产品需求更加个性化。因此，未來的市场竞争对企业提岀了更高的耍求。斂捷制造」E是适川这种形式、面向21吐纪的新型生产规模。虚拟制造是实现敏捷制造的一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，综合运用了仿真、建模、虚拟现实等技术，在计算机对设计、制造等生产全过程和制造环境统一建模，实现从产品概念设计最终实现的全过程模拟和仿真。CIMS是敏捷制造的运行基础。CAD/CAPP/CAM/MPS（加工过程仿真）集成技术作为CIMS和虚拟制造的关键技术，是实施敏捷

3、制造的技术。因此，开展对CAD/CAPP/CAM/MPS单元技术研究对未來敏捷制造的全面实施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运川在制造业中。而CAPP由于口身多元的复杂性，一直未能紧跟上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。现冇许多的CAD/CAM/CPPP集成系统自动生成NC代码，依靠将加工零件分为最基木的加工单元——特征，对每一个加工特征的每一加工工布设计固定的NC程序库,根据CAPP的加工工布排序结果，刀具选择，切削参数选择,生成对特定的数控系统

4、,因此灵活性差，不具有柔性。另外，它不能与加工过程有效集成。不符合未來制造系统高度柔性化和集成化的发展趋势。Pro/E作为新代的自动化设计软件被工业界广泛运川,它将设计与加工过程及NC代码生成集成在统一平台下，有着较强的设计功能和加工功能，但山于缺乏与CAPP的信息集成，使得CAD/CAPP/CAM/MPS的信息集成出现断流。CAPP产生的大最的加工信息无法被CAM这些CAD/CAM所使用。而且，现冇的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软件没冇成熟的接口，并为MPS提供加工过程仿真所需信息，实现从CAPP到CA

5、M和MPS的信息集成和功能集成。1.1.1系统总体结构CAD/CAPP/CAM/MPSft成系统的体系结构如图1-1所示。整个系统集成基于STEP标准，针对非冋转体类零件，山CAD利用Pro/E完成零件造型并提取冬件加T•特征信息以STEP中性文件的格式输出到CAPP,山CAPP自动完成工•艺规划，CAM读取工艺规划结果后，利用Pro/E的加工功能,在计算机上自动完成加工过程仿真后，输出刀位文件，刀位仿真完成刀位驱动的材料切除检验。CAMPOST（CAM后置处理）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

6、和刀具模型的基础上，完成由NC代码驱动的虚拟加工。检查加工过程中的碰撞干涉和NC代码的错误，提出修改意见。1.1.2CAM的功能集成与许多其它CAD/CAPP/CAM集成系统不同，木系统的CAM充分利用成熟的商品化CAD/CAM软件——Pro/E的加T•功能。但同时乂对Pro/E进行二次开发，避免了直接利用Pro/E加工功能时所需的人量的人机交互。本系统功能集成如图2所示。在Pro/E坏境卜一，手工完成一个特征的一个加工工步需要人机交互地选择一种加工方法，指定加工特征及和此加工特征有关的各种特征儿何参数，填写刀具参数表，切削参数表等。因此,实际上相当于完成了

7、一个工艺规划人员的工作。这就需要用户是一个有经验的工艺人员，同时乂是一个Pm/E的熟练用户，对用户耍求高，工作量大。本系统的CAM对Pro/E加工信息的获取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读収CAPP的结果后写成Pro/E能识别的菜单点収文件格式，在Pro/E中自动运行此菜单点取文件，H动完成零件加工过程仿真并生成刀位文件。因此，节省了人量的手工交互时间并降低了对操作人员的要求，同时完成与CAD,CAPP的冇效集成。所牛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

8、到CAMPOST处理器，完成后置处理,由后置处理器根据特定的数拎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IRCAM捉供的山冬件、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一致的虚拟加工环境，完成加工过程的仿真，人人减少了试切的时间和费用。如图1-2：CAD零件造型CAPP工艺规划I1「加工特征信息读取〕~T-'CAM「自动加工文件生成］~Pro/E加工模块X.zf,•、匕刀位仿

9、真I刀位文件CLJ———X,（控制系统参数设置JCA