倒扣结构中空吹塑模具多轴编程与仿真

分析了吹塑模具结构并以此作为研究对象,基于Vericut仿真平台下对数控多轴铣削加工程序后处理NC代码进行多轴仿真验证,在仿真环境下构建5轴机床结构和运动链进行碰撞检查和NC程序代码检查,构建起多轴加工虚拟仿真与现实加工环境的真实映射对应关系,为提升吹塑模具多轴加工安全性和成品率打下基础.     

MTS1600 500六轴数控砂带磨床构建及磨削仿真验证

MTS1600-500六轴数控砂带磨床是用于叶片磨削抛光的精密加工高端数控机床,该磨床磨削加工的工件主要以宽弦空心风扇叶片为主,空心叶片的制造工艺复杂,成本昂贵.磨削加工处于叶片加工关键步骤中的最后一步,这就要求在实际磨削加工前进行虚拟仿真磨削.该磨床可实现六轴联动,机床结构复杂,不存在现有仿真环境.为解决此问题,以UG为平台构建MTS1600-500六轴数控砂带磨床的几何模型并装配,在VERICUT中搭建该磨床磨削加工仿真环境.以某型号宽弦空心风扇叶片为仿真加工对象,对该磨床建模仿真环境进行验证,最后通过实际磨床的磨削加工验证了所建模型与仿真环境的正确性.该磨床的虚拟仿真环境可实现磨削加工过程的动态仿真,加工效率得以提升,也为后续加装在机测量模块奠定基础.     

面向对象建模技术及其在虚拟仿真中的应用

多轴数控机床具有结构复杂、运动自由度多等特点.为了解决虚拟环境下多轴数控机床几何模型与各轴关联运动的一致性问题,本文分析了多轴数控机床几何模型及运动模型的特点,研究了采用面向对象技术进行多轴数控机床建模的一般方法.以CKX5680 7轴5联动机床为例,使用OpenGL建立其虚拟仿真模型,实现了多轴数控机床几何模型与各轴关联运动的一致性,为进行加工仿真以及虚拟环境下的碰撞检测打下基础.     

VERICUT虚拟机床技术在五轴加工中的应用研究

根据BV100双转台(A-C)五轴数控机床结构参数,基于VERICUT建立该机床的虚拟机床模型,构建仿真加工环境;并应用该虚拟机床对叶片进行数控仿真加工,不仅验证数控程序的正确性,而且通过仿真消除试切中的碰撞、干涉和超程等问题。通过系列实验验证了虚拟机床技术在五轴加工中的重要性。     

数控机床仿真软件二次开发的新技术

复杂自由曲面的加工,数控机床运动部件之间容易发生干涉,为了满足工程实际需要,以五轴数控加工的仿真为核心研究内容,仿真过程中结合大型UG软件强大的几何造型功能,建立五坐标机床数控仿真模型,读取数控加工的G代码,经翻译并转换为机床运动部件之间的运动,对五轴联动数控机床加工复杂零件的加工过程进行了三维仿真,动态地显示机床、工件及刀具的运动,对各个运动部件之间进行干涉检查,并进行软件二次开发,读取数控G代码指令驱动机床各轴运动,对加工过程进行动态的仿真以验证数控程序的正确性,检测加工过程中的干涉和过切,避免机床和工件的损坏,大大地提高了生产效率,降低了生产成本.     

虚拟仿真技术在多轴机床后处理定制中的应用

对FIDIA五轴立式加工中心后处理的定制过程进行研究,并利用虚拟仿真技术对后处理的正确性进行验证。通过NX软件的后处理构造器定制了适用于FIDIA C1系统的后处理。为了验证后处理的正确性,在NX中建立简化的机床几何模型,将机床各部件以STL格式文件导出至VERICUT软件中,在VERICUT中进行相应的配置,完成虚拟仿真环境的构建;以鼠标模型作为加工对象,在NX加工模块中创建刀具轨迹,通过定制好的后处理将刀轨源文件转换为机床能够识别的NC代码,在虚拟仿真环境中进行模拟加工,验证无误后传输至机床进行零件的实际加工。结果表明:虚拟仿真技术可以有效避免由于后处理定制不当而导致的机床碰撞,确保机床安全、高效地运行。     

基于PowerMILL的五轴数控机床仿真与应用

通过虚拟仿真技术,基于PowerMILL软件自带的机床仿真功能,以双转头五轴数控加工中心为例,介绍五轴机床仿真模型的建立和仿真机床参数设置,并以轴流风叶片进行数控刀路仿真、优化和试切加工,验证仿真系统的有效性,确保五轴数控机床的加工效率和可靠性。     

基于VERICUT的五轴卧式机床建模与加工仿真

文章详细介绍了基于VERICUT8.0的西门子840D五轴卧式机床的模型建立与加工仿真。通过获取实际机床的结构,使用UG CAD模块构建机床三维模型导入VERICUT中创建相应的模型,并根据实际机床与加工情况对VERICUT中的模型进行相应的配置。以S型试件作为仿真加工对象,采用UG CAM生成的方向矢量程序以检验程序与加工设置的正确性,同时验证840D方向矢量程序功能的应用。最后通过实际机床的加工验证了所建模型与程序的正确性。基于VERICUT成功创建了西门子840D五轴卧式机床加工的仿真平台,利用仿真平台以预知使用该机床对所需零件的加工状态。     

HPM 1850U虚拟机床的构建与多轴数控加工仿真验证

HPM 1850U机床是一种能进行高速高精度加工的五轴联动加工中心,由于其结构复杂,主轴灵活且还可进行立卧转换,所以在数控加工过程中存在无法人为判断数控程序的正确性和刀轴的干涉碰撞等问题。为解决此问题,利用三维软件搭建了1850U机床实测尺寸模型,并在数控虚拟仿真加工软件VERICUT中构建该机床的虚拟仿真环境,以某叶轮为例,验证了该虚拟仿真环境的正确性。结果表明:该机床的虚拟仿真环境可实现数控加工过程动态仿真,也可以验证刀具轨迹和数控程序的正确性,并同时检验刀轴干涉的碰撞,从而缩短产品生产周期,提高生产效率,并且为其他同类型多轴机床虚拟仿真提供技术支持,也为数字化集成制造提供了虚拟仿真机床和技术。     

基于VERICUT虚拟机床建模技术的研究与应用

总结了基于VERICUT软件的数控机床虚拟加工的整个过程,提出围绕"机架-刀具"和"机架-毛坯"两条运动链构建虚拟机床的关键技术,并分别以三轴和五轴联动的数控机床为例,详细阐述了在VERICUT中,根据机床各组件的运动关系和几何关系,建立数控机床虚拟模型的基本概念和方法.     

立式加工中心空间误差验证及补偿

为提高某立式加工中心整机加工精度,借助旋量理论建立完备立式加工中心空间误差模型,在此基础上实现机床空间误差有效补偿.以旋量理论为基础推导并建立机床刀具运动链与工件运动链运动学正解,分析机床21项几何误差原理,在考虑21项几何误差的基础上建立该立式加工中心完备空间误差模型;利用九线法完成各项几何误差辨识;基于旋量运动学正解求解机床运动学逆解后得出运动轴实际运动路径,并通过体对角线实验对比补偿前后的效果.结果表明:所提补偿方法补偿效果显著,验证了机床空间误差模型的准确性,实现了提高机床加工精度的目的.     

基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析

数控机床的误差建模是进行机床运动设计、精度分析和误差补偿的关键技术,也是保证机床加工精度的重要环节.本文利用多体系统理论来构建超精密数控机床的几何误差模型,该模型简便、明确,不受机床结构和运动复杂程度的限制,为计算机床误差、实现误差补偿和修正控制指令提供了理论依据.在机床实际应用中,可以利用由精密机床误差建模所推导出的几何位置误差来修正理想加工指令,控制机床的实际运动,从而实现几何误差补偿,提高机床加工精度.     

数控机床位置伺服系统的无模型自适应迭代学习控制

数控机床位置伺服系统在加工过程中受负载、摩擦和电路系统响应特性等因素影响,很难精确建立其加工过程动力学模型。针对批量零件加工过程中的重复执行过程,设计了一种数据驱动的无模型自适应迭代学习控制方案。该方案借助沿迭代轴的动态线性化方法,将数控机床位置伺服系统加工动力学过程等价转化成一个虚拟的迭代数据模型,并根据设计的迭代学习控制律和参数估计律构建数控机床位置伺服系统的无模型自适应迭代学习控制方案。仿真结果表明:该迭代学习控制方案基于数控机床重复运行的特点,仅利用位置和电机电流信息,完成了对零件加工过程的改善,提高了加工精度。     

三轴数控机床加工精度可靠性分析

机床作为机械制造业的基础,几何误差、热误差、装配误差等都会影响数控机床的加工精度,数控机床加工精度的高低直接决定产品的生产质量。为保证数控机床对产品的加工质量,需要对数控机床的加工误差数据处理,求得数控机床加工精度可靠性,而一次二阶矩法和蒙特卡罗法是常用的可靠性分析方法。以三轴数控机床为研究对象,针对给定的误差数据,运用一次二阶矩法和蒙特卡罗法分析出数控机床加工精度可靠性。此分析对提高数控机床加工精度及保证使用寿命具有重要指导意义和参考价值。     

基于激光跟踪仪的数控机床空间误差测量及补偿

为了改变机床空间误差综合性的测量手段和补偿技术在国内机床制造和生产中应用较少的现状和研究数控机床空间精度提升方法，介绍数控机床平动轴的21项误差和激光跟踪仪的空间误差测试原理，阐述测量与辨识机床空间误差的步骤和方法。在桥式五轴加工中心上进行空间误差测试，给出数控机床空间误差结果，并生成误差补偿文件，通过西门子的VCS功能进行了误差补偿。并对比分析了补偿前后的21项误差，对补偿前后数据的差异进行原因分析，并通过对机床空间体对角线的测量验证了空间误差测量与补偿的实际效果，补偿后误差缩小为原来的11.2%,应用该技术能够大大提高机床的空间精度。     

数控机床热误差建模及预测方法分析

热误差作为制约数控机床加工精度的关键因素,在重型数控机床上表现得尤为明显。以重型落地镗铣床为例,根据热误差测量试验数据,分析重型数控机床温度场特性,并基于兼顾相关系数和欧式距离的系统聚类准则,对温度测点系统进行优化,以减小温度测点间共线性。通过优化温度测点,采用多元线性回归分析,建立重型数控机床热误差预测模型。由现场试验可知,建立的热误差预测模型可将均方根误差控制在10μm以内,有效地提高了热误差预测精度。     

Enhanced virtual machining for sculptured surfaces by integrating machine tool error models into NC machining simulation

Sculptured surface machining is a time-consuming and costly process. It requires simultaneously controlled motion of the machine axes. However, positioning inaccuracies or errors exist in machine tools. The combination of error motions of the machine axes will result in a complicated pattern of part geometry errors. In order to quantitatively predict these part geometry errors, a new application framework ‘enhanced virtual machining’ is developed. It integrates machine tool error models into NC machining simulation. The ideal cutter path in the NC program for surface machining is discretized into sub-paths. For each interpolated cutter location, the machine geometric errors are predicted from the machine tool error model. Both the solid modeling approach and the surface modeling approach are used to translate machine geometric errors into part geometry errors for sculptured surface machining. The solid modeling approach obtains the final part geometry by subtracting the tool swept volume from the stock geometric model. The surface modeling approach approximates the actual cutter contact points by calculating the cutting tool motion and geometry. The simulation results show that the machine tool error model can be effectively integrated into sculptured surface machining to predict part geometry errors before the real cutting begins.     

三轴数控机床静态精度设计研究进展

国内三轴数控机床存在精度低和可靠性差的问题,而机床精度和可靠性可通过合理的静态精度设计方法得以保证.机床静态精度设计方法包括加工精度稳健设计方法和静态几何精度设计方法,针对两种精度设计方法的衔接合理性和工程应用实用性低的问题,在深入调研机床静态精度设计研究成果的基础上,从机床空间误差建模、平动轴几何误差元素辨识、关键几何误差元素溯源和加工精度稳健设计以及静态几何精度设计这5个关键问题着手,分别给出具体的解决方法,并形成一套完整的三轴数控机床静态精度设计系统实施方案,为完善机床几何精度设计和静态几何精度设计提供了参考.     

基于VERICUT多轴联动数控机床仿真加工效果对比与研究

加工仿真是虚拟制造的核心技术之一,为产品的可制造性提供关键数据,介绍利用VERICUT建立机床仿真模型的方法及过程,同时建立三、四和五轴联动数控机床模型,并对其加工效果进行比较,总结各数控机床的加工特点,为数控机床的选用和研究提供参考.