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车铣复合机床加工的关键技术(下)

2017/11/1 15:19:48      点击:
2 车铣复合机床加工的数控编程技术 
       车铣复合加工技术的发展,也对数控编程技术提出了更高的要求,这也是制约车铣复合加工设备在实际生产应用中的一个瓶颈环节。由于车铣复合加工投入实际生产的应用时间较短,在没有专业的复合加工解决方案的情况下,通常是利用通用CAM 软件规划出部分加工程序,然后工艺人员再对程序进行手工整合,以满足复合加工机床对加工程序的要求。这种解决方法对工艺人员的要求非常高。与传统的数控编程技术相比,车铣复合加工的程序编制难点主要体现在以下几个方面。 
       (1)工艺种类繁杂。对于工艺人员来说,不仅要能掌握数控车削、多轴铣削、钻孔等多种加工方式的编程方法,而且对于工序间的衔接与进退刀方式需要准确界定。因此在进行数控编程时,需要对当前工序加工完成后的工序模型和加工余量的分布有直观的认识,以便于下一道工序的程序编制和进退刀的设置。 
       (2)程序编制过程中的串并行顺序的确定必须严格按照工艺路线确定。许多零件在车铣复合加工中心上加工时可实现从毛料到成品的完整加工,因此加工程序的编制结果必须同工艺路线保持一致。同时,对于多通道并行加工也需要在数控加工程序编制的过程中进行综合考虑。可见,为实现高效的复合加工应该发展工艺- 编程- 仿真一体化的工艺解决方案。 
       (3)对于车铣复合加工的某些功能,目前的通用CAM 软件尚不支持。与常规单台设备加工相比,车铣复合加工具备的机床运动和加工功能要复杂的多,目前的通用CAM 软件尚不足以完全支持这些先进功能的程序编制,如在线测量、锯断、自动送料、尾座控制等。因此,利用通用CAM 软件编制出来的程序仍然需要大量的手工或交互的方式才能应用于自动化的车铣复合加工。 
       (4)加工程序的整合。目前通用CAM 软件编制完成后的NC 程序之间是相互独立的,要实现车铣复合这样复杂的自动化完整加工,需要对这些独立的加工程序进行集成和整合。这种整合必须以零件的工艺路线为指导,首先确定出哪些程序是并行的,然后对不同工艺方法的加工顺序进行确定,并给出准确的换刀、装卡更换、基准转化以及进退刀指令等。 

       可以看出,车铣复合加工数控程序编制难度非常大,而目前的通用CAM 软件用于车铣复合加工仍然存在很多缺陷和不足。为弥补这些不足,在现有通用CAD/CAM 软件的基础上开发适用于产品工艺和复合加工设备的专用编程系统是一种更为现实的解决方案。这一方面降低了软件购置的重复投资,同时也能避免由于编程平台不统一而造成的工艺知识不能重用、人员配置复杂等缺陷。 

3 车铣复合加工的后置处理技术 
       与数控编程技术相对应,车铣复合加工由于工艺方法复杂、运动部件多等原因,从而对目前的后置处理软件及技术提出了更高的要求。与常规数控设备相比,其后置处理的难点主要体现在以下几个方面。 
       (1)不同工序间的衔接运动要求严格准确。由于在车铣复合设备上进行的加工工艺种类繁多,因此在当前工序加工完成之后必须及时、准确地完成加工方式、刀具、运动部件的自动切换,以保证加工过程的正确和安全。为了达到这个目的,一方面要求设置合理的进退刀方式以及自动换刀、冷却液开和停的时机,另外更为重要的是在进行当前工序加工时需要设定其他非运动部件所处的位置。这样才能避免机床在换刀和加工过程中运动部件与非运动部件之间的碰撞,确保加工过程安全稳定。 
       (2)需要对工艺顺序和数控程序进行自动判定。由于复合加工中工艺路线相对较长,依靠人工去对后置完成后的NC 代码进行组织和集成不仅效率低而且也容易导致错误的发生。理想的解决方法是在后置处理过程中能够对加工顺序和刀位文件中蕴含的工艺方法进行自动判定,并能在后置处理完成后的NC 代码中自动保持。为此,数控编程完成后的刀位文件信息中不仅需要包含相应的工艺方法、刀位信息,还需要包含对应的加工顺序、所采用的刀具种类和编号,这样才能在后置处理的过程中达到工艺顺序、工艺方法和刀具的自动判定。 
       (3)不同加工方式的后置处理技术。车铣复合加工的后置处理程序不仅要求能够实现多轴数控铣削、车削、钻削加工的后置处理,还要能够实现锯断、自动进料、尾座控制以及程序循环调用等功能,车铣复合加工的后置处理算法基本上囊括了现有数控加工所有工艺种类的后置处理方法,并且还要能够实现不同加工方式之间的无缝集成和运动衔接。 
       (4)控制系统先进功能的充分利用。目前用于车铣复合加工中心的数控系统都是非常先进的控制系统,如蓝牙装备采用的苇杭系统(ReedSail)系统、西门子系统。这些先进的控制系统大都具备进给自动优化、刀矢平滑、超强前瞻以及高速、高精度插补等先进功能。因此,必须要将这些先进数控系统的功能反映在后置处理阶段完成的加工代码中的合适位置,才能实现车铣复合加工设备效能的充分利用。 
       (5)非切削功能的处理和调用。复合加工机床除了具备车、铣、钻、镗等切削功能外,还具备在各工序之间过渡所需的非切削功能,如自动送料、卸料、主轴对接、尾座控制等。在后置处理中需要将这些功能作为一个公用模块供程序调用,调用的顺序和时机需要根据工艺路线来确定。这些功能目前的后置处理软件尚不能提供。 

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