ICAM后处理器与仿真解决方案样本.docx
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ICAM后处理器与仿真解决方案样本
CATIACAM加工
及
ICAM后处理与仿真
数控加工集成解决方案
北京宏博远达科技有限公司
10月
1.
CATIACAM数控加工介绍
数控加工具有产品精度高、自动化程度高、生产效率高以及生产成本低等特点,在制造业及航空航天工业,数控加工是所有生产技术中相当重要的一环。
特别是汽车或航空航天产业零部件,其几何外形复杂且精度要求较高,更突出了数控加工制造技术的优点。
CATIACAM加工处理模块,能够能够在单一的工作平台界面轻松定义复杂3D零件(如航空零件、涡轮等)的数控程序,包含从两轴到五轴的加工编程的能力,而且支持快速原型功能。
能够使用户在单一的刀具轨迹中定义多轴加工,能够使航空结构件的加工效率大大提高。
该产品覆盖了从两轴半到五轴的铣削,是一个完整的产品。
含有CATIA两轴半铣削、CATIA三轴曲面加工和CATIA五轴或多轴加工的功能,除此之外,还有五轴侧刃加工、五轴螺旋加工等加工涡轮类零件,该产品还具有航空结构件多用的多槽腔加工方法。
图1CATIA数控加工模块菜单
1.1CATIACAM数控加工总体介绍
1)、CATIA数控加工模块拥有人性化及参数化的设计处理界面,经过对话式式操作可对复杂3D零件进行2.5轴-5轴加工。
图2多轴数控加工
2)、直观的图像式操作界面,点选各项参数,自动显示参数含义:
图3参数化界面
3、具有完整的数控加工数据结构树,可直观管理各项参数与快速更新参数;
4)、与CAD完全整合,可直接在CAM模式下编辑CAD,加工参数不必重新定义,刀具路径自动更新。
5)、支援高速加工。
提供转圆角加工路径、进退刀圆角移动、螺旋、斜向進退刀。
6)详细的加工分析与实体切削模拟,提供:
Ø刀具碰撞、残料区、过切欠切等详细实体颜色分布分析图;
Ø整体加工时间计算,方便加工规划
Ø.动态实体切削模拟,直观快速预览加工结果;
7)灵活的路径编辑工具,可对刀具路径做到以下几点:
Ø移动、旋转、镜像、反向;
Ø单点刀具路径编辑;
Ø区域刀具路径编辑;
Ø到场检验;
Ø刀具路径结合;
8)加工方法库与标准化库,能够重复使用于不同加工件;
9)支持各式刀具定义。
CATIA支援各式刀具定义加工计算,使用者可自定义刀具库。
10)单一加工件能够赋予不同预留值。
具有干涉区定义預留值,加工物件上局部或单一曲面预留值。
1.2CATIA3轴加工功能
CATIA的三轴加工主要包括平面铣削、型腔铣削、轮廓铣削、曲线铣削以及孔加工等。
Ø3D粗加工
–投影式降层粗铣(铸件式);
–等高降层粗铣;
–等高降层粗铣再加工;
Ø3D精加工
–投影式精铣;
–等高降层精铣;
–沿曲线精加工(平行一曲线,两曲线间等分,垂直一曲线);
–沿曲面ISO精加工;
–螺旋精加工;
Ø3D自动清角加工
–一刀自动清角加工;
–多刀自动清角加工;
–等高降层清角加工;
1.3CATIA三轴加工优点
Ø3D粗加工优点:
–智能的素材设定(点选加工物件,自动产生素材)
–使用者自定加工范围或自动定义整体范围;
–智能进退刀设定;
–零活的加工区选择(全体,外部,内孔区);
–针对小圆角或大残料区,提供粗铣再加工;
–提供螺旋进給,避免产生进刀线;
Ø3D精加工优点
–提供自定义方向刀具进给路径计算;
–路径弦高间距计算,提供最大与最小限制;
–路径间距计算,提供沿曲面等距計算;
–智慧进退刀定义;
–进退刀可定义重叠区,避免同点进退刀;
Ø3D自动清角加工
–提供分层多刀自动清角加工;
–清角进给模式可配合工件多重选择;
1.4CATIA5轴加工功能
CATIA的五轴加工主要包括多轴曲线加工,多轴螺旋线加工,多轴导引加工,5轴凹槽粗加工,多轴外形导引加工(外形之间,平行外形,垂直外形),多轴侧面轮廓加工,5轴等参数加工,多轴钻孔加工等。
Ø多轴引导加工
Ø多轴沿曲线加工
–平行一曲线
–两曲线间等分
–垂直一曲线
Ø多轴循曲线加工
–外形
–曲线上
Ø多轴沿曲面ISO加工
Ø多轴侧边加工
Ø针对R刀多轴加工提供最优化计算功能
Ø5轴加工具有干涉检查刀具角度自动变化处理功能;
Ø5轴加工循边加工具有转角最优化处理定义功能;
1.5CATIA5轴加工优点
Ø多轴引导加工&多轴沿曲线加工
–提供自定义方向刀具进給路径计算;
–路径弦高间距计算,提供最大与最小限制
–路径间距计算,提供沿曲面等距计算
–智能化进退刀定义
–进退刀可定义重叠区,避免同点进退刀
–多样式刀轴运动定义(垂直点、线,曲面,前倾、侧倾角,四轴….)
Ø多轴循曲线加工
–提供外形渐进及分层加工
–智能化进退刀定义
–进退刀可定义重叠区,避免同点进退刀
–多样式刀轴运动定义(內插,前倾-侧倾角,相切刀轴,…)
Ø多轴负角侧边加工
–提供外形渐进及分层加工
–智能化进退刀定义
–多多样式刀轴运动定义(相切侧边,沿侧边ISO,固定方向…)
–非直线形侧边自动补偿
–高速加工圆角補償
2.加工后置处理软件ICAM介绍
来自加拿大的ICAM技术公司专注于为世界主要工业制造企业开发并实现高级后处理和机床加工仿真。
四十多年来,ICAM为航空、汽车、医疗设备及重型设备和电子制造企业提供的高级NC后处理方案及机床加工仿真,显著提高企业的生产效率,发挥加工设备的制造性能并达到更高的制造精度。
ICAM技术公司的智能化数控加工后置处理程序生成器,主要有以下模块三个模块组成:
CAM-POST后处理器,CAM-POST虚拟机床以及CAM-POST控制器仿真。
产品模块
模块说明
后处理器
Postprocessor
将CAM系统譬如NX生成的刀位轨迹文件转换成数控机床识别的G代码。
虚拟机床
VirtualMachine
虚拟机床是机床运动学构建工具,与后处理器或控制器仿真配合使用,实现机床在后处理器过程中的仿真或校验G代码仿真。
控制器仿真
ControllerEmulation
对生成好的G代码进行仿真,验证G代码的正确性。
ICAM技术公司的PSE(后处理器,虚拟机床,控制器仿真)整体解决方案使后处理与仿真完美的集成于统一的平台上,能在生成数控程序的过程中对数控程序进行优化,使加工中的很多问题经过智能的后处理解决,避免了工艺人员大量重复繁琐的工作,提高了工作效率。
本方案主要内容包括:
∙CAM-POST产品模块介绍
∙CAM-POST技术方案
∙CAM-POST实施方案
2.1后置处理ICAM-POST产品模块介绍
ICAM的PSE解决方案是一种新的数控生产方式。
这种方式经过CAM-POST的后处理器,虚拟机床以及控制器仿真紧密集成的软件方案,允许后处理器、机床模拟和控制器仿真三者交互式工作。
ICAM解决方案允许用户专著于零件编程,编程过程中尽量少的考虑机床的情况。
使用ICAM后处理器能够让零件很方便的在不同机床上进行加工。
譬如从双转头5轴机床到转头转台5轴机床。
CAM-POST使用同一个平台创立后处理器和加工仿真,统一的开发平台避免了冗余的数据。
后处理器与仿真所需要的信息大部分是一样的,同一个平台能够更高效的开发后处理器与仿真。
ICAMPSE解决方案兼顾了后处理器与仿真,既能发现问题,也能解决问题。
大大提高了用户生成高质量的G代码的编程效率,也提高了机床的生产效率。
1)CAM-POST后处理器
CAM-POST后处理器是一套对数控机床后处理器进行独立开发,管理和部署的软件产品,该产品支持所有主流的CAM系统,数控机床。
CAM-POST后处理器提供了先进的前瞻预测(forward-looking)优化功能:
刀具轨迹规划、旋转轴预定位及回转等,这些功能可优化加工过程,避免停顿痕迹、解决旋转轴和平动轴超程问题。
CAM-POST后处理器还支持先进的机床特性,譬如刀尖点编程、坐标系转换、NURBS插补以及圆弧拟合。
CAM-POST内嵌了数量众多的高级功能,用户在使用时经过鼠标勾选对应选项或者使用指令来直接激活。
典型的高级优化功能有:
i.高级线性化功能
ii.轨迹规划功能
iii.奇异点去除功能
iv.超程处理功能
v.刀具抖动去除功能
vi.极坐标优化功能
vii.自动笛卡儿坐标/极坐标转换优化功能
viii.NURBS及样条拟合功能
ix.支持Siemens840D高级功能
2)CAM-POST虚拟机床
虚拟机床(VirtualMachine)是一种数控机床的全面模拟,它使数控程序员能够轻松对程序进行图像模拟和调试,自动避免碰撞与超程。
经过CAM-POST调用虚拟机床,能够提供交互式后置处理与环境模拟。
虚拟机床,作为ICAM技术公司在后置处理技术中的一个可视化功能套件,使得后置处理实现了图形化效果。
虚拟机床在后处理的同时,仿真机床的实际加工过程,从而使程序员能够在后置处理的过程中,很容易地发现干涉,碰撞等实际加工问题,并及时方便地对出现的问题进行修改,编辑。
进而大大缩短了产品的生产加工时间。
虚拟机床的主要特性及优点:
∙对加工过程进行图像仿真
∙碰撞及超程监测
∙在仿真过程的每一点显示机床的状态
∙以线形模式显示刀具轨迹
∙用户可设定仿真速度
∙标准CAM-POST出错报告
∙支持车/铣复合加工中心
虚拟机床集成了所有支持车/铣复合所需要的功能,其中包括双转塔复合车床同步加工,工件表面匀速加工以及车刀刀片以及常规三维刀具夹具的定义和造型。
虚拟机床还可提供定义界面,用来把旋转轴定义为主轴或者转塔刀架轴。
∙独特的时间控制窗口
虚拟机床提供特殊的时间控制窗口,用来显示后置处理及加工过程中任一时间的状态。
这一独特的功能是程序员能够随时查看并测试后置处理过程,并最大限度地保证加工过程的优化。
∙高效校验方式
虚拟机床在后置处理过程中检测并帮助修正机床部件之间的干涉、碰撞。
这一过程大大降低了产品加工中的次品率并减少了刀具的更换次数,从而提高机床的利用率,改进工件加工质量。
∙机床加工检测
由于虚拟机床集成在后置处理器中,虚拟机床和CAM-POST所用的机床和控制器数据库存放在同一个数据库中。
这样就消除了非集成方案中的错误隐患,省去了两次交替输入同样的机床和控制器数据的时间。
并与后置处理进行同步运行,程序员能够经过虚拟机床与后置处理器集成的界面,非常直观地发现任何加工过程中碰撞、干涉或者超程问题。
同时能够轻松地确认并定位有问题的刀位文件以及编程语句。
从而进行修改,借助于这一强有力的工具,用户能够避免导致工件、刀具以及夹具损坏的错误。
3)CAM-POST控制器仿真
控制器仿真(ControllerEmulator)是一套全新的应用软件,它使数控程序员能够在虚拟机床环境中用数控程序代码模拟和测试程序。
经过控制器仿真执行虚拟机床
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