CAXA制造工程师应用基础知识.ppt

第一章CAXA制造工程师应用基础知识 数控加工技术概述 自动编程基础知识 CAXA制造工程师软件介绍 CAD CAM系统简介 1 1数控加工技术概述 数控加工的特点 数控加工 也称之为NC加工 是以数值与符号构成的信息 控制机床实现自动运转 数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造 CAD CAM 系统的质量 数控加工过程 数控加工是将待加工零件进行数字化表达 数控机床按数字量控制刀具和零件的运动 从而实现零件加工的过程 1 1 1数控加工的特点 数控加工具有如下优点 1 提高生产效率 2 不需熟练的机床操作人员 3 提高加工精度并且保持加工质量 4 可以减少工装卡具 5 可以减少各工序间的周转 原来需要用多道工序完成的工件 用数控加工可以一次装卡完成 缩短加工周期 提高生产效率 6 容易进行加工过程管理 7 可以减少检查工作量 8 可以降低废 次品率 9 便于设计变更 加工设定柔性 10 容易实现操作过程的自动化 一个人可以操作多台机床 11 操作容易 极大减轻体力劳动强度 1 1 2 数控加工过程 零件信息 CAD系统造型 CAM系统生成加工代码 数控机床 零件 1 零件数据准备 系统自设计和造型功能或通过数据接口传入CAD数据 如STEP IGES SAT DXF X T等 在实际的数控加工中 零件数据不仅仅来自图纸 特别在广泛采用Internet网的今天 零件数据往往通过测量或通过标准数据接口传输等方式得到 2 确定粗加工 半精加工和精加工方案 3 生成各加工步骤的刀具轨迹 4 刀具轨迹仿真 5 后置输出加工代码 6 输出数控加工工艺技术文件 7 传给机床实现加工 1 2自动编程基础知识 自动编程的概念 自动编程的分类 自动编程的发展 1 2 1自动编程的概念 用软件系统来代替人来完成数控加工程序的编制 这就是自动编程 自动编程的特点 是编程工作主要由计算机完成 编程人员输入工件的几何信息以及工艺信息 计算机就可以自动完成数据处理 编写零件加工程序 制作程序信息载体以及程序检验 1 2 2自动编程的分类 自动编程技术三种常见的分类方法 一 使用的计算机硬件种类划分 微机自动编程 小型计算机自动编程 大型计算机自动编程 工作站自动编程 机床本身的数控系统进行自动编程 二 按程序编制系统与数控系统紧密程度划分 1 离线自动编程 离线自动编程与数控系统相脱离 采用独立机器进行程序编制工作称为离线自动编程 编程时不占用机床工作时间 2 在线自动编程 在线自动编程数控系统不仅用于控制机床 而且用于自动编程 称为在线自动编程 1 语言自动编程 采用编程系统所规定的数控语言 对零件的几何信息 工艺参数 切削加工时刀具和工件的相对运动轨迹和加工过程进行描述形成所谓 零件源程序 2 图形自动编程 这是一种先进的自动编程技术 目前很多CAD CAM系统都采用这种方法 3 语音自动编程 是指采用语音识别技术 直接采用音频数据作为自动编程的输入 4 数字化自动编程 通过三坐标测量机 对已有零件或实物模型进行测量 然后将测得的数据直接送往数控编程系统 将其处理成数控加工指令 形成加工程序 三 编程信息的输入方式划分 1 2 3自动编程的发展 数控加工机床与编程技术两者的发展是紧密相关的 数控加工机床的性能提升推动了编程技术的发展 而编程手段的提高也促进了数控加工机床的发展 二者相互依赖 现代数控技术下在向高精度 高效率 高柔性和智能化方向发展 而编程方式也越来越丰富 数控编程可分为机内编程和机外编程 随着微电子技术和CAD技术的发展 自动编程系统也逐渐过渡到以图形交互为基础的与CAD集成的CAD CAM系统为主的编程方法 数码相机 铣削卡盘 加工任务完成情况和机床状态可用手机查询 信息塔 e Tower 车间工作地信息化 具有语音 文本和视像等通讯功能 与生产计划调度系统联网 实时反映机床工作状态和加工进度操作权限由指纹确认 工件试切时 可在屏幕上观察加工过程 故障报警显示 在线帮助排除 指纹确认操作许可 1 3 1基于CAD CAM的数控自动编程的基本步骤 1 3CAD CAM系统简介 一 加工零件及其工艺分析二 加工部位建模三 工艺参数的输入四 刀具轨迹生成及编辑五 刀位轨迹的验证与仿真六 后置处理七 程序输出 CAD CAM的数控自动编程的基本步骤如图 1 3 2基于CAD CAM的数控自动编程系统关键技术 一 零件建模 造型 零件建模是属于CAD范畴的一个概念 现有的零件模型大致有四大类 线框模型 表面模型 实体模型 特征模型 通过具有工程意义的单元 如孔 槽等 构建 表达零件模型的一种方法 二 刀具轨迹生成与编辑刀具轨迹的生成一般包括走刀轨迹的安排 刀位点的计算 刀位点的优化与编排等三个步骤 编程系统对于刀具轨迹的具体处理一般分为二维轮廓加工 腔槽加工 曲面加工 多坐标曲面加工及车削加工等情况分别进行处理 三 后置处理上述生成的刀位文件还不能用于数控加工 还需要将刀位文件转化为特定机床所能执行的数控程序 这就是后置处理 1 4CAXA制造工程师2006介绍 北航海尔软件公司经过多年来的不懈努力 推出了CAXA制造工程师数控编程系统 现已发展到2008版本 这套系统集CAD CAM于一体 功能强大 数据接口 几何造型 加工轨迹生成 加工仿真检验 代码生成 工艺清单生成等一整套面向复杂零件和模具的数控编程功能 易学易用 工艺性好 代码质量高 现在已经在全国上万家企业的使用 并受到好评 不但降低了投入成本 而且提高了经济效益 CAXA制造工程师数编程系统 现正在一个更高的起点上腾飞 CAM系统的编程基本步骤如下 理解二维图纸或其它的模型数据建立加工模型或通过数据接口读入确定加工工艺 装卡 刀具等 生成刀具轨迹加工仿真产生后置代码输出加工代码 CAXA制造工程师进行自动编程的基本步骤 制造业企业面临的数控加工问题 设备利用率 设备能力评估 编程效率 生产周期控制 管理和沟通效率 人员成本 门槛 流失损失 CAXA制造整体解决方案 面向型腔类模具和复杂形状零件的数控铣加工提供从数据接收 形状设计 2 5轴铣加工 仿真检验 生成数控代码整个流程的功能支持实现企业工艺知识和经验的积累和标准化 CAXA制造工程师 NC数控加工 实体 曲面混合造型 CAXA制造工程师应用流程 工作界面 更加丰富 全面的刀具轨迹生成功能生成的刀具轨迹效率更高 加工速度更快更加快速 直观的加工仿真检验功能 CAXA制造工程师2006 数据接口几何造型 CAXA制造工程师2006的功能 专用接口 Pro ECATIAAutoCADPARASOLIDACIS 标准接口 DXF DWGIGESSTEPSTLVRML 数据接口 PRO E转换 CATIA转换 UG转换 数据接口实例 基于实体的三维参数化特征造型复杂曲线曲面造型曲面实体混合造型分模 复杂形状设计 特征造型 拉伸旋转导动放样倒角过渡拔模抽壳筋板打孔 参数化的设计手段 可以实现设计结果的任意修改 复杂形状设计 特征造型 复杂曲线曲面造型 直纹面 旋转面 放样面 导动面 边界面 管道面 网格面 多种曲面构造方式 多种曲面过渡 曲面拼接 曲面延伸 曲面缝合 曲面裁剪 可以对曲面任意操作 自由曲线 公式曲线 曲面交线 曲面投影线等多种曲线生成方式和曲线过渡 延伸 裁剪 等距等操作方式 确保提供复杂造型所需要的条件 复杂形状设计 曲线曲面造型 提供曲面裁剪实体 曲面加厚生成实体 曲面缝合成实体 曲面并入实体等功能 大大提高基于实体的复杂造型能力 满足零件细节设计要求 复杂形状设计 曲面实体混合造型 实体零件分模 分模时根据收缩率计算 根据分模线分模 针对复杂分模 提供曲面分模方式 复杂形状设计 分模 粗加工 7种粗加工方式 适合不同特性的零件加工区域式粗加工等高粗加工扫描线粗加工摆线粗加工插铣式粗加工等壁厚粗加工导动线粗加工 摆线粗加工 使刀具在负荷一定情况下 进行区域加工的加工方式 可提高模具型腔部粗加工效率和延长刀具使用寿命 适用于高速加工 适用于大中型模具的深腔加工 采用端铣刀的直捣式加工 可生成高效的粗加工路径 适用于深型腔模具加工 插铣式粗加工 等壁厚粗加工 针对铸造毛坯零件进行粗加工 等高粗加工 较通用的粗加工方式 适用范围广 可以指定加工区域 优化空切轨迹 轨迹拐角可以设定圆弧或 形过渡 生成光滑轨迹 支持高速加工设备 扫描线粗加工 用平行层切的方法进行粗加工 保证在未切削区域不向下走刀 适合使用端刀进行对称凸模粗加工 区域粗加工 不必有三维模型 只要给出零件的外轮廓和岛屿 就可以生成加工轨迹 并且可以在轨迹尖角处自动增加圆弧 保证轨迹光滑 以符合高速加工的要求 半精 精加工 提供 种精加工方式 浅平面精加工三维偏置精加工导向线精加工等高线精加工扫描线精加工轮廓线精加工导动线精加工参数线精加工 扫描线精加工 针对该功能加工平行于加工方向的竖直面加工效果差的问题 增加了自动识别竖直面并进行补加工的功能 提高了该功能的加工效果和效率 同时可以在轨迹尖角处增加圆弧过渡 保证生成的轨迹光滑 适用于高速加工机床 三维偏置精加工 能够由里向外或由外向里生成三维等间距加工轨迹 可以保证加工结果有相同的残留高度 提高加工质量和效果 同时也使刀具在切削过程中保持负荷恒定 特别适用于高速机床精加工 等高线精加工 可以用加工范围和高度限定进行局部等高加工 可以自动在轨迹尖角拐角处增加圆弧过渡 保证轨迹的光滑 使生成的加工轨迹适用于高速加工 可以通过输入角度控制对平坦区域的识别 并可以控制平坦区域的加工先后次序 浅平面精加工 自动识别零件模型中平坦的区域 针对这些区域生成精加工刀具轨迹 大大提高了零件平坦部分的精加工效率 共提供4种补加工功能 等高补加工 自动识别零件粗加工后的残余部分 生成针对残余部分的中间加工轨迹 可以避免已加工部分的空走刀 区域补加工 针对前一道工序加工后的残余量区域进行补加工的功能 多笔清根 生成角落部分的补加工刀具轨迹 曲线加工 补加工 清根补加工 区域补加工 等高补加工 加工仿真验证模块 对加工过程进行模拟仿真 仿真过程中可以随意放大 缩小 旋转 便于观察细节 能显示多道加工轨迹的加工结果 仿真过程中可以调节仿真速度 仿真过程中可以检查刀柄干涉 快速移动过程 G00 中的干涉 刀具无切削刃部分的干涉情况 可以把切削仿真结果与零件理论形状进行比较 切削残余量用不同的颜色区分表示 加工仿真 多道工序仿真结果 仿真结果与模型对比 仿真干涉检查 轨迹刀位点显示 刀柄显示及干涉检查 分层显示刀具轨迹 刀具轨迹仿真过程 可以根据模板生成整个加工的毛坯 模型 轨迹清单 可以生成加工统计汇总清单 各种清单格式是可以定制的 加工工艺清单 模型清单 毛坯清单 轨迹清单 加工汇总清单 支持各种主流机床控制系统扩充定义针对各种控制系统的后置格式直接生成G代码 无需中间文件转换自动换刀 冷却液开关设定加工代码格式设定 匹配各种机床支持机床固定循环 提高代码效率支持机床G41 G42刀具自动补偿 SIEMENSFANUCFIDIAMITSUBISHIFAGORCINCINNATIOKUMANUM华中数控 后置处理 定义各种G指令 M指令 程序头尾格式设定 自动换刀设定 行号格式设定 圆弧插补格式设定 后置处理机床定义 可将某