[發(fā)明專利]一種雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210405371.9
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102866638A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勇;邵文全;寇金寶;田建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

1.一種雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，包括下述步驟：

（1）建模：對機床各運動部件、機床床身、數(shù)控加工中所需毛坯和夾具進行三維建模；

（2）利用Pro/E三維平臺根據(jù)運動關(guān)系連接機床各運動部件、機床床身進行虛擬裝配：先進行局部小組件的裝配，最后對機床總體進行裝配；

對于局部小組件的裝配：把相互間無相對運動的部件組成一個小裝配體，在裝配圖的環(huán)境下，分別調(diào)入需要裝配的零部件和小裝配體，通過約束條件對各零部件和小裝配體進行位置和方向的約束，三個線性軸采用滑動桿連接方式，兩個旋轉(zhuǎn)軸采用銷釘連接方式；

對機床床身部分采用完全約束方式；

（3）虛擬仿真機床運行：裝配完成后，制作虛擬裝配得到的裝配體的爆炸圖；同時在Pro/E機構(gòu)運動環(huán)境下，添加驅(qū)動條件，模擬機床運行，通過三維可視化方式確認機床各軸的行程允許范圍；

（4）基于同一坐標系輸出STL格式的各個組件模型：在Pro/E中完成裝配后，將相互間無相對運動的部件輸出為一個組件，組件的格式為STL格式，有相對運動的部件則分開進行輸出；在Pro/E輸出部件時，各部件都采用同一坐標系統(tǒng)進行輸出，以A軸和C軸的交點作為輸出坐標系的原點；

（5）創(chuàng)建雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬模型：根據(jù)雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床結(jié)構(gòu)特點，在VERICUT中建立模型樹，模型組件順序為：機床床身Base—Y軸—X軸—A軸—C軸—夾具—毛坯和機床床身Base—Z軸—主軸—刀具兩條分支；利用Pro/E所輸出的STL組件模型直接導入到VERICUT中相應(yīng)部件下，即創(chuàng)建了雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬模型；

（6）運行數(shù)控加工仿真：對加工零件建模和數(shù)控編程，根據(jù)雙轉(zhuǎn)臺五軸機床結(jié)構(gòu)，利用UG/Post?Builder建立機床后處理文件，生成數(shù)控程序，進行數(shù)控加工仿真。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，步驟（6）的后處理設(shè)置時機床零點到A軸中心的偏移距離都為0，A軸中心到C軸中心偏移距離也都為0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，在建模過程中，對于在機床實際運行時，機床運動部分不會最先接觸到的部件，在不減少該部件幾何空間大小的前提下，做相應(yīng)簡化，以加快仿真速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，步驟（4）輸出STL格式的各個組件模型時，對于不運動組件，輸出時弦高控制在0.8mm-1.5mm，角度控制值控制在0.1度-0.5度,使生成的三角片面精度低，提高仿真速度；對于運動部件和刀具最容易接觸到的部件，輸出時弦高控制在0.5mm-0.8mm，角度控制值控制在0.01度-0.1度，提高仿真的精度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，實際裝夾工件中，如果工件坐標系中心與C軸旋轉(zhuǎn)中心不重合，在數(shù)控編程時，根據(jù)所測的工件坐標系中心相對于C軸旋轉(zhuǎn)中心的偏移量，在UG數(shù)控編程時，相應(yīng)調(diào)整零件模型在編程坐標系的位置，動態(tài)補償裝夾偏差。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，對于圓形毛坯料，在加工余量足夠的情況下，在精加工前對圓形毛坯周邊精加工，以消除裝夾誤差。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機床虛擬裝配和數(shù)控加工仿真方法，其特征在于，步驟（1）中的建模步驟中，對于復雜的夾具和毛坯體在Pro/E中建模，簡單的夾具和毛坯體在VERICUT中建模。