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论CAXA在数控编程技术中的应用
作者:网站采编关键词:
摘要：近年来，计算机技术的飞速发展，CAD/CAM技术的研究和软件的开发日益成熟，CAM即是Computer Aided Manufacturing计算机辅助制造，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。自从1952年美国
近年来，计算机技术的飞速发展，CAD/CAM技术的研究和软件的开发日益成熟，CAM即是Computer Aided Manufacturing计算机辅助制造，是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。自从1952年美国麻省理工学院和帕森公司合作研制的第一台三坐标数控铣床，一次装夹可以进行多个工位的加工，而这些运动都是由G代码指令控制的，只要改变G代码指令就可改变加工过程，而这种灵活性的加工被称为“柔性”，即是柔性制造系统FMS。通过CAM软件，用户可以根据设计绘制出想要的零件模型，进行修改参数并自动生成刀具轨迹，直到指令的输出保存，甚至工艺清单也一步生成，方便可靠。CAXA制造工程师软件是一款具有自主知识产权的国产数控编程软件，它集CAD/CAM于一体，功能强大，工艺性好，代码质量高，由最基本的CAXA制造工程师XP版本发展到现在的2016版本，备受广大用户的赞誉，它可以生成3～5轴的加工代码，为数控加工带来不可估量的价值[1]。
CAXA数控编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等按照CNC（Computer Numerical Control）系统的程序格式和规定的语言纪录在控制介质上的全过程。数控编程有手工编程和自动编程；手工编程利用一般的计算工具、通过坐标计算，人工进行刀具轨迹的运算，并进行代码编制；自动编程也称为计算机辅助编程，即程序编制的大部分工作由计算机完成。然而，现阶段，手工编程，只适合于几何形状不太复杂的零件的加工，因为这样计算量小，程序段也较少，代码相对比较好编写。相反，如果对于几何形状复杂的曲面零件加工，仍然采用手工编程的话，就会相当困难，对刀具轨迹的计算量相当大，有时还会出现计算不出来的局面，而且要花费大量时间进行调试，占用机床工作时间[2]。为此，我们势必要进行自动编程即CAXA。CAXA制造工程师为数控加工行业提供了从造型设计到加工代码生成、校验一体化的全面解决方案。以下介绍CAXA制造工程师软件在数控加工方面的应用。
1 零件模型的分析设计
CAXA制造工程师非常个性化，可以进行2D和3D建模，以实现产品的个性化和专业化。它可以完成线框造型、曲面造型、实体造型、特征造型及自由曲面造型，它提供了平面草图及空间草图的绘制，并可以利用拉伸、旋转、扫描、导动等特征命令生成复杂的三维实体模型，及各种复杂曲面的生成，通过空间实体模型的展示，用户可以根据各个表面及内部结构进行合理的分析与设计，更加直观可靠。
2 加工方案设计
根据模型的设计分析，选择合理的加工方法。工艺方案的设计与选择包括毛坯的建立、刀具的选择、走刀路线的确定等各种参数的修改。根据需求绘制2D或3D模型，若是2D，则毛坯的建立需要拾取两角点，若为3D模型，毛坯的建立可以参照模型直接生成合适的毛坯；再次，根据模型的大小，选择合适的刀具；选择合理的加工方法，比如，一般的2D模型对应的加工方法为平面区域粗精加工、平面轮廓粗精加工等方法；一般的3D模型对应的加工方法有等高线粗精加工、三维偏置粗精加工等方法，在各种方法中根据模型的情况合理的选择并修改各个参数。之后，根据软件的提示拾取正确的加工轮廓或表面，即可生成走刀路线[3]。
3 轨迹仿真
在刀具轨迹生成之后，作图区虽然可以直观的看到，但并不能生动的显示出具体的走刀情况，因此，CAXA制造工程师为我们提供了虚拟的仿真加工的环境，即是轨迹仿真，如图1五角星模拟仿真加工图所示，在虚拟的加工环境中，可以逼真的观察到五角星数控加工的情况，包括刀具的选择、走刀路线的合理性，都可以直观的看出，并可以对有问题的地方进行修改；同时，在仿真界面的右侧，可以看到刀具在加工过程中坐标点的移动情况。通过轨迹仿真加工的功能，可以在屏幕上模拟实际的切削过程，显示出毛坯表面材料的切除和在切除过程中可能会发生的干涉情况，预知其正确性。
图1 五角星模拟仿真加工图
4 后置处理生成G代码
数控编程最重要的工作就是生成走刀轨迹，然后将走刀轨迹离散为刀位点，经过后置处理，也就是计算机信息处理，即可生成数控加工程序，并可以反读G代码程序，进行检验。加工程序生成后，根据当前机床系统类型的配置要求，把已经生成的加工程序自动转换生成合适的数控系统的加工程序即G代码，即CNC加工程序。常用的数控系统有国外的FANUC、SIEMENS等，国内的华中、广州数控系统等，不同的数控系统对应的G代码有所不同，所以需要根据不同的数控机床系统进行相应的后置处理[4]。在G代码生成之后，软件还可以根据需要填写参数等，可以自动生成零件的加工工艺清单，并同时计算出各工步相对应的工时定额。同时技术人员可以检验加工工艺和代码的正确性，及时进行反馈与研究。
文章来源：《自动化与仪器仪表》 网址: http://www.zdhyyqybzz.cn/qikandaodu/2020/1024/565.html
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