xkj1989214 发表于 2011-7-13 23:52:54

数控加工技术概述(下)

  2.4现役CAM系统刀轨生成方法的主要问题
  按照传统的CAD/CAM系统和CNC系统的工作方式,CAM系统以直接或间接(通过中性文件)的方式从CAD系统获取产品的几何数据模型。CAM系统以三维几何模型中的点、线、面、或实体为驱动对象,生成加工刀具轨迹,并以刀具定位文件的形式经后置处理,以NC代码的形式提供给CNC机床,在整个CAD/CAM及CNC系统的运行过程中存在以下几方面的问题:
  CAM系统只能从CAD系统获取产品的低层几何信息,无法自动捕捉产品的几何形状信息和产品高层的功能和语义信息。因此,整个CAM过程必须在经验丰富的制造工程师的参与下,通过图形交互来完成。如:制造工程师必须选择加工对象(点、线、面或实体)、约束条件(装夹、干涉和碰撞等)、刀具、加工参数(切削方向、切深、进给量、进给速度等)。整个系统的自动化程度较低。
  在CAM系统生成的刀具轨迹中,同样也只包含低层的几何信息(直线和圆弧的几何定位信息),以及少量的过程控制信息(如进给率、主轴转速、换刀等)。因此,下游的CNC系统既无法获取更高层的设计要求(如公差、表面光洁度等),也无法得到与生成刀具轨迹有关的加工工艺参数。
  CAM系统各个模块之间的产品数据不统一,各模块相对独立。例如刀具定位文件只记录刀具轨迹而不记录相应的加工工艺参数,三维动态仿真只记录刀具轨迹的干涉与碰撞,而不记录与其发生干涉和碰撞的加工对象及相关的加工工艺参数。
  CAM系统是一个独立的系统。CAD系统与CAM系统之间没有统一的产品数据模型,即使是在一体化的集成CAD/CAM系统中,信息的共享也只是单向的和单一的。CAM系统不能充分理解和利用CAD系统有关产品的全部信息,尤其是与加工有关的特征信息,同样CAD系统也无法获取CAM系统产生的加工数据信息。这就给并行工程的实施带来了困难
  3数控仿真技术
  3.1计算机仿真的概念及应用
  从工程的角度来看,仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。分析复杂的动态对象,仿真是一种有效的方法,可以减少风险,缩短设计和制造的周期,并节约投资。计算机仿真就是借助计算机,利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。它随着计算机技术的发展而迅速地发展,在仿真中占有越来越重要的地位。计算机仿真的过程可通过图1所示的要素间的三个基本活动来描述:
  建模活动是通过对实际系统的观测或检测,在忽略次要因素及不可检测变量的基础上,用物理或数学的方法进行描述,从而获得实际系统的简化近似模型。这里的模型同实际系统的功能与参数之间应具有相似性和对应性。
  仿真模型是对系统的数学模型(简化模型)进行一定的算法处理,使其成为合适的形式(如将数值积分变为迭代运算模型)之后,成为能被计算机接受的“可计算模型”。仿真模型对实际系统来讲是一个二次简化的模型。
  仿真实验是指将系统的仿真模型在计算机上运行的过程。仿真是通过实验来研究实际系统的一种技术,通过仿真技术可以弄清系统内在结构变量和环境条件的影响。
  计算机仿真技术的发展趋势主要表现在两个方面:应用领域的扩大和仿真计算机的智能化。计算机仿真技术不仅在传统的工程技术领域(航空、航天、化工等方面)继续发展,而且扩大到社会经济、生物等许多非工程领域,此外,并行处理、人工智能、知识库和专家系统等技术的发展正影响着仿真计算机的发展。
文章关键词: 数控加工
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