[發(fā)明專利]基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810038257.0
• 申請(qǐng)日: 2008-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN101592939A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張青雷;鄭明耀;邵玉珍;童剛;王穎;桂士弘;張無波;郭井寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/4097
• 分類號(hào): G05B19/4097
• 代理公司: 上海兆豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 章蔚強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，尤其涉及一種基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法。

技術(shù)背景

五軸數(shù)控機(jī)床是在現(xiàn)有的加工中心基礎(chǔ)上，加入A軸和C軸旋轉(zhuǎn)，具有五軸加工能力的數(shù)控設(shè)備。立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展。如配置上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工。

許多國(guó)外企業(yè)都很重視分析工作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的作用，在產(chǎn)品開發(fā)過程中盡可能多的采用分析技術(shù)，進(jìn)行反復(fù)的設(shè)計(jì)、分析迭代，以便保證產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品數(shù)字化定義與建模技術(shù)、虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)全過程的電子化，產(chǎn)品開發(fā)過程從設(shè)計(jì)→樣機(jī)制造→試驗(yàn)→設(shè)計(jì)仿真，把樣機(jī)制造放在最后，與產(chǎn)品成為一體。

立式五軸數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。這種設(shè)置一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來很大的承載力矩。

另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的高精度，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi)，但是這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本也較高。

若何通過設(shè)計(jì)與分析的協(xié)作及早發(fā)現(xiàn)和解決制造過程中可能存在的問題是本發(fā)明亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，它能夠?qū)ξ遢S數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模擬仿真，可以使設(shè)計(jì)人員通過建模與虛擬仿真及早發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，降低制造成本，提高制造精度。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，其中，它包括以下步驟：

對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行三維建模步驟，即按照五軸數(shù)控機(jī)床的零件的實(shí)際尺寸，畫出三維圖形；

裝配步驟，即在對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床的所有零件進(jìn)行三維建模后，利用UG三維平臺(tái)進(jìn)行虛擬裝配，在裝配圖的環(huán)境下，分別調(diào)入需要裝配的環(huán)境以及需要裝配的零部件，通過約束條件對(duì)各零件進(jìn)行位置方向約束，然后再對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床的各部件進(jìn)行虛擬裝配，最后對(duì)機(jī)床總體進(jìn)行裝配。

上述的基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，其中，所述的裝配步驟后，還包括制作爆炸圖步驟，即在裝配步驟后，制作虛擬裝配得到的裝配體的爆炸圖。

上述的基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，其中，所述的對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行三維建模步驟包括自制零部件建模步驟以及標(biāo)準(zhǔn)零部件建模步驟，其中：

所述的自制零部件建模步驟為用于基于UG平臺(tái)進(jìn)行建模，通過顯示建模、參數(shù)化建模和基于約束的建模進(jìn)行建模；

所述的標(biāo)準(zhǔn)零部件建模步驟為建立結(jié)構(gòu)形狀相同僅尺寸不同的標(biāo)準(zhǔn)零部件模型以加快零件的建模，通過設(shè)置設(shè)計(jì)變量和將設(shè)計(jì)變量分配給模型，然后創(chuàng)建一個(gè)含有這些變量的外部電子表，將電子表鏈接到當(dāng)前模型中。

上述的基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，其中，所述的標(biāo)準(zhǔn)零部件建模步驟包括以下步驟：

分析零件特征，即對(duì)零件進(jìn)行分析，明確零件所需特性、特性的次序、特性的內(nèi)在聯(lián)系以及進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的參數(shù)以對(duì)零件進(jìn)行尺寸約束和幾何約束；

建立零件模型，即在分析零件特征的基礎(chǔ)上，根據(jù)零件的各自特點(diǎn)，創(chuàng)建三維參數(shù)化模型所需的各種特征，建立零件模型；

創(chuàng)建并分配設(shè)計(jì)變量，即基于UG軟件上，通過表達(dá)式在驅(qū)動(dòng)尺寸與零件的模型之間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系；

建立表驅(qū)動(dòng)，在基于UG軟件上，把某一零件的尺寸完整的建立在電子表格中，形成一個(gè)零件數(shù)據(jù)庫以方便對(duì)數(shù)據(jù)庫的管理、編輯、擴(kuò)展。

上述的的基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，其中，在對(duì)單個(gè)零件進(jìn)行三維建模步驟或裝配步驟后，還包括創(chuàng)建兩維工程圖步驟，工程圖上零件的尺寸與實(shí)際三維模型是聯(lián)系在一起的，可以通過修改工程圖上尺寸來修改零件。

上述的基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法，其中，所述的約束條件包括對(duì)齊、重合、插入、點(diǎn)線面間的距離、角度大小。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過UG軟件，對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行建模與虛擬裝配，這樣設(shè)計(jì)人員能夠及早發(fā)現(xiàn)存在的問題，提高制造效率，降低制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的基于UG的五軸數(shù)控機(jī)床建模與虛擬裝配的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式