ISV(Integrated Simulation & Verification)功能即機床仿真模擬功能,就是在UG中建立與現實的機床設備一樣的設備模型并建立各運動軸的運動關系、導入后置處理器,從而能在軟件中模擬零件的實際加工過程。應用此功能能有效減少因編程或后置處理問題而導致的程序錯誤,最大程度避免撞刀事件的發生,并有效提高編程效率。我廠的THM63100IV臥式五軸加工中心采用的是臥式五軸布局(X 、Y 、Z 、A 、B ),采用西門子840D數控系統,快移速度達到40m/min,所以在編程軟件中建立ISV模擬功能是很有必要的。創建步驟如下:
(1)建立機床的數字化三維裝配模型 利用UG軟件的三維建模和裝配功能能夠完成機床的三維模型的建立,在創建機床三維模型時,只需要創建出關鍵的形狀,而不需要完成非常細節的部位,否則既浪費建模時間又影響模擬時的效率。
圖1為THM63100IV臥式五軸加工中心機床構造,該機床是一臺AB 雙轉臺臥式數控加工中心,其各軸坐標示意圖如下(該模型由6個部件裝配在一起組成,其裝配文件保存為THM63100V.prt)。
(2)定義放置模擬機床的數據路徑 在UG軟件的相應目錄X:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH\
resource\library\machine\installed_machines創建一個新的目錄用于放置虛擬機床的數據。虛擬機床的數據目錄下存放3個文件夾。graphics文件夾用于放置機床的三維數據模型文件和裝配文件,Cse_file文件夾用于放置機床的配置文件(cse驅動器),postprozessor文件夾用于放置機床的后置處理器。
(3)啟動U G7.5軟件 新建一個文件名為THM63100V_SIM.prt的文件,并將其保存到X:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH\resource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim\graphics文件夾下。進入UG軟件的的機床構造器模塊,然后將先前做好的裝配文件THM63100V.prt導入到該文件中。并按照圖2構建機床的床身、各運動部件及主軸頭和零件安裝位置的定義。
(4) 設置各構件、各軸的參數 定義機床machine_base 基座的名稱、連接點、分類;定義spindle主軸的連接點;定義setup零件安裝的分類和連接點;定義X、Y、Z、A、B軸部件。
注意:在定義這幾個部件時,機床基座連接點、主軸連接點和零件安裝的連接點必須采用上圖中的名稱,其余部件可以自己定義名稱,各部件的分類必須按照上圖選擇相應的分類。在設置機床零點時要參考設備的說明書指定具體的機床零點。
(5)在機床的運動學組建上創建NC軸 各部件定義完后,需創建各NC軸并正確指定其運動方向和范圍。其方法為:在各軸的相應部件上單擊右鍵選擇插入?軸完成各NC軸的創建,接下來需要對各NC軸進行設置,如圖3為X 和A 軸的設置。
其他軸的設置也是類似的,在設置各NC軸的連接點和行程范圍時要特別注意,最好在“預覽運動”項目欄進行動態預覽,防止運動方向設置相反的現象發生。
(6)創建機床后置處
理器 啟動UG的post builder后置處理構造器,創建五軸(雙轉臺)數控銑床后置處理器,單位為mm,可選擇庫中的Siemens 840D系統模板。由于設置過程復雜,這里就不在詳細說明,可參照各設備說明書對后置處理進行設置,由于后置處理器直接決定了機床模擬的運動,所以對ISV模擬機床的建立十分重要,因此在編制后置處理器的過程中一定要細致。并將后處理命名為THM63100V_sim_4723_THM63100IV,保存到X:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH\resource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim\postprocessor\sinumerik文件夾下。
(7) 配置C S E 驅動器 將U G 軟件庫中sim08_mill_5ax\cse_driver\sinumerik中的文件拷貝到:D:\ProgramFiles\UGS\NX7.5\MACH\resource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim\cse_driver\sinumerik文件夾下并命名為:THM63100V_sim_4723_THM63100IV.mcf和THM63100V_sim_4723_THM63100IV.ini。
(8)注冊虛擬機床 將sim08_mill_5ax\sim08_mill_5ax_sinumerik_mm.dat文件復制到:X:\Program Files\UGS\NX7.5\MACH\resource\library\machine\installed_machines\THM63100V_sim文件夾下,并修改其內容如圖4所示。
編輯文件…\resource\library\machine\ascii\machine_database.dat,增加如圖5所示行。
至此我們完成了THM63100IV臥式數控加工中心的ISV虛擬機床的設置,并通過零件的模擬加工,證明虛擬機床的構建是合格的。這為我們編程提供了很好的保障,我們只需要把編制的程序直接在軟件內進行模擬加工,就能看到程序編制的是否合理,這對五軸加工設備尤其重要,因為由于五軸加工設備的復雜性,其程序的模擬對保障機床的安全運行至關重要。圖6是我們編制的五軸程序在ISV機床模擬器中模擬的圖像。
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