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UG編程基礎

時間:2015-04-13 16:03:45   作者:   來源:   閱讀:6269   評論:0

1.1 概述

    UG是當前世界最先進、面向先進制造行業、緊密集成的CAID/CAD/CAE/CAM軟件系統,提供了從產品設計、分析、仿真、數控程序生成等一整套解決方案。UG CAM是整個UG系統的一部分,它以三維主模型為基礎,具有強大可靠的刀具軌跡生e方法,可以完成銑削(2.5軸~5軸)、車削、線切割等的編程。UG CAM是模具數控行業最具代表性的數控編程軟件,其最大的特點就是生成的刀具軌跡合理、切削負載均勻、適合高速加工。另外,在加工過程中的模型、加工工藝和刀具管理,均與主模型相關聯,主模型更改設計后,編程只需重新計算即可,所以UG編程的效率非常高。

    UG CAM主要由5個模塊組成,即交互工藝參數輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態仿真模塊和后置處理模塊,下面對這5個模塊作簡單的介紹。

(1)交互工藝參數輸入模唷Mü人機交互的方式,用對話框和過程向導的形式輸入刀具、夾具、編程原點、毛坯和零件等工藝參數。

(2)刀具軌跡生成模塊。具有非常豐富的刀具軌跡生成方法,主要包括銑削(2.5軸~5軸)、車削、線切割等加工方法。本書主要講解2.5軸和3軸數控銑加工。

(3)刀具軌跡編輯模塊。刀具軌跡編輯器可用于觀察刀具的運動軌跡,并提供延伸、縮短和修改刀具軌跡的功能。同時,能夠通過控制圖形和文本的信息編輯刀軌。

(4)三維加工動態仿真模塊。是一個無須利用機床、成本低、高效率的測試NC加工的方法。可以檢驗刀具與零件和夾具是否發生碰撞、是否過切以及加工余量分布等情況,以便在編程過程中及時解決。

(5)后處理模塊。包括一個通用的后置處理器(GPM),用戶可以方便地建立用戶定制的后置處理。通過使用加工數據文件生成器(MDFG),一系列交互選項提示用戶選擇定義特定機床和控制器特性的參數,包括控制器和機床規格與類型、插補方式、標準循環等。

1.2  加工工藝知識

    在進行數控編程前,讀者必須具備一定的加工工藝知識,例如,數控機床的分類、各種數控機床的加工能力和切削原理、切削刀具的規格和材料、叵韃問(主軸轉速、進給速度、吃刀量)選擇原則、工件材料的切削性能、切削過程中的冷卻和公差配合等。只有具備了這些知識,才能編制出合理、高效的數控加工程序。

1.2.1  數控加工的優點

    先進的數控加工技術是一個國家制造胤⒋锏謀曛荊利用數控加工技術可以加工很多普通機床不能加工的復雜曲面零件和模具,并且加工的穩定性和精度都會得到很大的保證。總體上說,數控加工與傳統加工相比具有以下優點。

(1)加工效率高。利用數字化的控制手段可以加工復雜的曲面,并且加工過程是由計算機刂頻模所以零件的互換性強,加工的速度快。

(2)加工精度高。同傳統的加工設備相比,數控系統優化了傳動裝置,提高了分辨率,減少了人為和機械誤差,因此加工的效率得到很大的提高。

(3)勞動強度低。由于采用了自動控制方式,也就是說切削過程是由數控系卦謔控程序的控制下完成,不像傳統加工那樣利用手工操作機床完成加工。因此,在數控機床工作時,操作者只需要監視設備的運行狀態,勞動強度低。

(4)適應能力強。數控機床在程序的控制下運行,通過改變程序即可改變所加工產品,產品的改型快且成本低,因此加工的柔胤淺8擼適應能力也強。

(5)加工環境好。數控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體的高科技產物,通常都有很好的保護措施,工人的操作環境相對較好。

1.2.2  數控機床介紹

    數控機床進行加工前,首先必須毓ぜ的幾何數據和工藝數據等加工信息按規定的代碼和格式編制成數控加工程序,并用適當的方法將加工程序輸入數控系統。數控系統對輸入的加工程序進行處理,輸出各種信號和指令,控制機床各部分按規定有序地動作。最基本的信號和指令包括各坐標軸的進給速度、進給方向和進給位亓浚各狀態控制的I/O信號等,其工作原理如圖1-1所示。

圖1-1  數控機床的工作原理圖

    模具加工中,常用的數控設備有數控銑床、加工中心(具備自動換刀功能的數控銑)、火花機和線切割機等,如圖1-2所示。

        

    數控銑床                                 加工中心

        

     火花機                                線切割機

圖1-2  數控設備

1)數控銑床組成

    數控銑床由數控程序、輸入輸出裝置、數控裝置、驅動裝置和位置檢測裝置、輔助控制裝置和機床本體組成。

(1)數控程序

    數控程序是數控機床自動加工零件的工作指令,目前常用的稱作“G代碼”。數控程序是在對加工零件進行工藝分析的基礎上,根據一定的規則編制的刀具運動軌跡信息。編制程序的工作可由人工進行。對于形狀復雜的零件的程序,則需要用CAD/CAM進行編制。

(2)輸入輸出裝置

    輸入輸出裝置的主要作用是進行人機交互和通信。通過輸入輸出裝置,操作者可以輸入指令和信息,也可顯示機床的信息。通過輸入輸出裝置,也可以在計算機和數控機床之間傳輸數控代碼、機床參數等。

    零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式,一種是邊讀入邊加工(DNC);另一種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器,加工時再從內部存儲器中逐段調出進行加工。

(3)數控裝置

    數控裝置是數控機床的核心部分。數控裝置從內部存儲器中讀取或接收輸入裝置送來的一段或蕉問控程序,經過數控裝置進行編譯、運算和邏輯處理后,輸出各種控制信息和指令,控制機床各部分的工作。

(4)驅動裝置和位置檢測裝置

    驅動裝置接收來自數控裝置的指令信息,經功率放大后,發送給伺服電機,伺服電機按照指令信息驅動機床移動部件,按一定的速度移動一定的距離。

    位置檢測裝置檢測數控機床運動部件的實際位移量,經反饋系統反饋至機床的數控裝置,數控裝置比較反饋回來的實際位移量值與設定值,如果出現誤差,則控制驅動裝置進行補償。

(5)輔助控制裝置

    輔助控制裝置的主要作用是接收數控裝置或傳感器輸出的開關量信號,經過邏輯運算,實現機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關動作。這些控制主要包括主軸起停、換刀、冷卻液和潤滑裝置的啟動停止、工件和機床部件的松開與夾緊等。

(6)機床本體 

    數控機床的機床本體與傳統機床相似,由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統、潤滑系統、冷卻裝置等組成。

2)數控銑床的主要功能和加工范圍

(1)點定位

    點定位提供了機床鉆孔、擴孔、鏜孔和鉸孔等加工能力。在孔加工中,一般會將典型的加工方式編制為固定的程序——稱為固定循環,方便常用孔加工方法的使用。

(2)連續輪廓控制

    常見的數控系統均提供直線和圓弧插補,高檔的數控系統還提供螺旋插補和樣條插補,這樣就可以使刀具沿著連續軌跡運動,加工出需要的形狀。連續輪廓控制為機床提供了輪廓、箱體和曲面腔體等零件的加工。

    如圖1-3所示的模具型腔是利用3軸聯動數控銑加工的典型零件。但并非所有的模具都能由數控銑直接完全加工出來。如圖1-4所示的模具型腔的指示部位,由于刀具的限制用數控銑無法加工,還需要使用電火花機或者線切割機加工。

 

圖1-3  需要電火花"模具

圖1-4  需要線切割的模具

    很多數控編程初學者認為無須了解火花機或線切割機,這種想法是非常錯誤的。因為只有非常清楚地了解了電火花機和線切割機的加工工藝知識,才能編寫出合理刀路,提高生產效率和減少錯誤。

(3)w具補償

    利用刀具補償功能,可以簡化數控程序編制和提供誤差補償等。

3)數控銑床編程要點

(1)設置編程坐標系

    編程坐標系的位置以方便對刀為原則,毛坯上的任何位置均可。

(2)設置安全高度

    安全高度一定要高過裝夾待加工工件的夾具高度,但也不應太高,以免浪費時間。

(3)刀具的選擇

    在型腔尺寸允許的情況下盡可能選擇直徑較大及長度較短的刀具;優先選擇鑲嵌式刀具,對于精度要求高的部位可以考慮使用整體式合金刀具;盡量少用白鋼刀具(因為白鋼刀具磨損快,換刀的時間浪費嚴重,得不償失);對于很小的刀具才能加工到的區域應該考慮使用電火花機或者線切割機加工。

(4)加工模型的準備

    設置合適的編程坐標系,創建毛坯,修補切削不到的區域(例如,很小的孔和腔、沒有圓角的異型孔等)。


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