正交型车铣复合机床的构建及NC刀具路径的仿真模拟.pdf

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1、6现代制造正交型车铣复合机床的构建及NC刀具路径的仿真模拟口台州技工学校王茜菊一、引言面对曲面加工的复杂性，多轴~nz已经成为目前精密切削的趋势，为了实现复杂形状工件的加工，使工件在部机床上就能完成多工序的~nz，这样的机床称之为复合~nz／≤蕊。机床。复合~nz机床的特性为结合多部传统机床的加工工序机。mcht口0r于部机床上，由素材到成品，所有的加工流程只需部机嚣⋯床来进行切@J~nz，如此将有利于少量多样的~nz万式，更《M可进而搭配双王轴双刀塔，使工件双边都可进行~nz，减少、薄工件的装卸及移动次数，达到缩短~nz周期、提升产品优良一ucs0G率以及降低生产成本等优

2、点。一}11M⋯t~I]：MCS翩Ⅱ1：26xismi[turnI¨c+二、基于VERIOUT车铣复合机床仿真环境的＆f曲H——构建图2CNCMachine铆始结构l盎VERICU~J定基链复争枉床的站构若欲在VERICUT系统中建立如图l所示的结构，则先于车铣复合机床的结构说明如图3所示，其中z夏蒲BaseVERZCUT系统下建立个新的模型树，而此模型树的初始结上运动，所以在Base底下建立z及c两个子结构，并且将结构构如图2所示，图中的CNCMachine包含了控制器(Contro1)分成z及c两个部分来看。及机床(Mach]ne)2个部分，其中机床底下包含了基座◎z部

3、分当五i动时会带着卜起运动且为工作平台，(Base)这个子结构，而后续所有增加的结构皆是建立在基其中刀塔皆固定于工作平台上，所以在X底下建立并将包座(Base)底下。含刀塔。◎c部分当征动时会带着王轴起运动，夹具是建立在辟自上，所以在壤下建~Spindle并在Spindle底下建立一◆iIooI。当有了车铣复合机床的结构后，即可开始进行车铣复合机床与其他资料的整合。由o2手机构模型的wp1v资抖将机构模型的资料导八车铣复合机床结构中，并在窗⋯⋯一由口中显示车铣复合机床的各个机构模型。将外部资料与车铣复合机床的结构进行整合，所以使用的万式为将外部资料导八车铣复合机床的结构中(

4、图4)，7运用加八模型档案(Mode1F]1eJ的万式来将机构模型资料产生工件模型，然后将工件模型资料与车铣复合机床的结构导^军t构中整合。-岳：：：=¨导^齐磺后的一车洗复台讥睐盼机梅I萁型，-——■I⋯～⋯z部分子结构，flLD0I、誉～一c部分子结构圉6整合完成的车铣复合机床机构模型Nc程序的功能为驱动车铣复合机床的切削运动，所以在执行车铣复合机床的Nc加工模拟前也需将此资料整合(图图3车铣复合机床的结构7)，当Nc程序导八完成后，车铣复合机床才能按照Nc程序中的内容来执行Nc加工模拟。#Il1．—_+曩【2)NcPro~p'am5。盎一-w■’一基i：圆⋯⋯一+一一

5、一譬^’越^NC疆圈4将模型导八至架构摩当所有的机构模型与车铣复合机床结构整合完毕后，即可得到如图5所示每个子结构中皆包含了各自所代表的机构模型。并如图6所示，整合完成的机构模型皆会显示刀具资料是由使用者于VERICUT系统中建立的，使用者于窗口中。也可以先行在VERICUT系统中建立个刀具资料库档案，当需要使用时，可以直接呼叫刀具资料库档案进来，并且需定义刀具夹持的位置点，如图8所示，进八刀具资料库来建立刀具资料。导入辈掏中的四誊．：■T■1柏妄’TI：’

6、·、／／进螽f’入^F刀，J其^瓷个模型资料目8进入具资料库工件模型王要是提供使用者观察整个Nc加工模拟完的而当刀具

7、资料建立完成后，需要去设定机床夹持刀具结果，所以整合资料中包舍了工件模型资料，而在VERICUT的位置，以图9所示来定义刀具的装夹点位置，刀具装夹点系统中要取得工件模型的资料有2种万式第种万式为由的初始位置为刀具的刀刃底端的端点，此资料是参照于CreoVERICUT系统本身建立工件模型，而另种万式由外部系统系统中所设计的刀具信息来定义装夹点至刀刃端点的距离，8现代制造此点即是刀具被机床夹持的位置。各个机构实际运动的情形，而另个窗口可以让使用者观察刀具切削工件模拟的情形。图l2所示为本研究中Nc加工模拟完成后的车铣复合机床，图l3所示本研究测试Nc加工模拟完成后的结果，切削时

8、每点位置的刀具向量皆为曲面的法线向量。¨-因为Nc程序皆参照工作坐标系为基准，所以由图l0中的GCodeOffsets来定义VERICUT系统的工作坐标系。并如图__所示，定义工作坐标系的参照位置为Turret至MCS，系统会根据参照位置自动为机床做刀具补偿的动作。。。<二==：：：．：k在苇6釜．code坐Offlets‘f“a’T_nt●5自⋯啦定■‘⋯．四、结语本又以Topdowndesign的万式来设计车铣复合机床的机构模型，并EsVERICUT系统整合Creo系统的资料，成为个整合性的资料，依使用者的需求