基于UG的五轴数控机床加工仿真

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1、第23卷第1期计算机仿真2006年1月文章编号：1006-9348（2006）01-0215-04基于UG的五轴数控机床加工仿真纪玉坤，曹利新（大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024）摘要：目前多数五轴数控机床仿真系统，一般只提供二维的动画仿真，而且仿真系统的几何造型功能十分有限，零件和机床模型需要在其他CAD软件中进行建模，然后导入数控仿真系统。由于文件格式的转化，零件的CAD模型将会产生误差，降低了仿真精度。该文利用UGCAD/CAM软件造型功能建立五轴数控机床和零件模型，读取数控代码对机

2、床各部件进行三维运动仿真，并对加工过程中机床运动部件之间的干涉及工件过切进行检查，建立干涉实体，为刀具轨迹的修改提供依据，同时免除了文件格式的转化产生的误差。关键词：五轴数控加工；加工仿真；干涉检查中图分类号：TP391.9文献标识码：B5-axisMachiningSimulationBasedonRedevelopmentofUGJIYu-kun，CAOLi-xin（SchooiofMechanicaiEngineering，DaiianUniversityofTechnoiogy，DaiianL

3、iaoning116024，Chian）ABSTRACT：TodaymostmachinesimuiationsystemsvirtuaiiyarebasedontheextendedZ-bufferaigorithmwhichbasicaiiyoniyprovides2Dimage.AndtheinteractionofthosesimuiationsystemswithCADsoftwareisaisoiimited.Theaccuracywiiibereducedduringthedataexc

4、hange.TheincreasedandimprovedavaiiabiiityofCAD/CAMsoft-wareprovidesexceiientsurfacemodeiingabiiity，makesitpossibietosimuiatethewhoieprocessofmachining.Ama-chinesimuiationsystemfor5-axismiiiingispresentedinthispapertodetectmachinecoiiisions.Theinformatio

5、nofmachinetooiandworkpieceisusedforUGCAD/CAMsoftwaretoconstructthemachineandworkpiecemodeis，whiietheNCprogramisusedasinputdatatoperformthemachinemotion.Duringthesimuiation，overcutandcoiiisionsbetweenthemovingmachinecomponentscanbechecked.Andtheerrorofda

6、taexchangecanbeavoided.KEYWORDS：5-axisNCmachining；Machiningsimuiation；Coiiisiondetection1引言检查及仿真是降低生产成本，提高编程效率与质量的重要措使用五坐标数控联动机床加工复杂形状零件时，机床运施。动部件之间容易发生干涉。尽管目前刀具轨迹规划和刀位数控加工仿真系统应具有以下三个功能：!显示验证刀计算的数控加工编程技术已经有了很大的发展，但仍不能保具轨迹的加工效率；"检测在加工过程中机床各运动部件之证零件数控加工程序

7、完全正确可靠。尤其在五轴铣削加工间可能会发生的干涉；#验证实际被加工曲面与理想零件曲［2-3］的数控代码生成过程中，干涉检查是一项非常重要的环节。面之间的误差。大多数商业仿真软件都是由按功能划在计算机上利用三维图形技术对数控加工进行仿真，可以快分的模块组成，其中显示模块是仿真软件的基础核心模块。速、有效地对机床代码的正确性进行验证，并且可以根据仿目前数控仿真的显示模块主要分为三种类型，分别是基于图［4］真的结果对数控程序进行修改，免除了反复进行机床试切的形象素、对象和实体的仿真内核。为了动态显示工件材

8、料过程。Lauwers等将机床仿真与刀具轨迹生成进行整合，利的去除过程，同时保证计算速度，目前数控加工仿真系统主［5］用仿真系统返回的干涉信息对刀具轨迹进行修改，提高了五要采用Z-buffer算法对加工过程进行二维显示。因此这［1］种方法在仿真过程中不能提供视角的转动，如果需要变换视轴数控加工编程效率。利用计算机进行数控加工的干涉角则必须重新进行计算。仿真系统的另一个核心模块是干涉检查模块，虽然现在关于避免数控加工局部和全局干涉的基金项目：国家自然科学基