5.3.3加工中心仿真環(huán)境構建
(1)設置機床結構。
要建立VERICUT機床模型拓撲結構必須先了解機床各軸間的運動關系以及相關的 參數(shù),尤其是比較復雜的五軸坐標機床,各個組件質(zhì)檢的相對關系比較復雜,轉動中心 間的偏置、轉動中心軸線到主軸線的偏置和轉動中心到主軸端面間的距離等,這些參數(shù) 尤其重要,參數(shù)的準確與否直接決定了仿真結果的真實實用性。
分析五軸數(shù)控加工中心V255的機床運動結構,判斷出其基本的結構為床身、 X軸、Y軸、Z軸和旋轉軸A及旋轉軸C,根據(jù)抽象的機床運動結構分析以及各零部件 間的相互依附關系,就可以在VERICUT中定義機床的組件樹,構建其運動學模型[48]。
V255加工中心有兩個相互獨立的傳動鏈,分別為工件的運動轉動傳動鏈和主 軸運動轉動傳動鏈。毛坯通過夾具安裝在C軸的旋轉回轉臺上,C軸依附A軸做另一個 方向上的旋轉運動,即毛坯運動鏈是毛坯依附于C軸組件旋轉,C軸組件依附A軸組件 旋轉,A軸被安裝在X軸組件上做X向運動,X軸依附Y軸做Y向運動。而另一條主 軸傳動鏈相對簡單,主軸帶著刀具組件做旋轉切削運動,主軸沿Z軸方向做垂直運動。 因此,在構建仿真機床的組件樹時要分別添加兩條傳動鏈,床身—Z軸—主軸—刀具, 床身—Y軸—X軸—A軸—C軸4夾具4工件。其運動鏈如圖5.7所示。
(2)添加機床各部分幾何模型
構建了機床組件樹之后,就可以通過添加模型文件的方式把機床部件的模型添加進 組件內(nèi)來裝配仿真機床模型。圖5.8所示就是完成了的機床模型和機床組件樹。機床部 件模型文件的工作部位的尺寸參數(shù)與V255機床完全吻合,將機床原點在C軸工作 臺上表面中心。
設定機床相關參數(shù)
機床運動結構的定義完成說明仿真機床的框架己經(jīng)搭建完成,之后需要對機床進行 各方面的初始化設置,比如機床的干涉檢查、碰撞檢測、機床初始化位置設置、機床行 程設置等。這些參數(shù)一般可以從機床廠家得到,沒有的參數(shù)也可以通過實際操作來測量 出這些數(shù)據(jù)。
*碰撞檢測:用于檢測機床組件間是否會發(fā)生干涉以及干涉的臨界值。
*表:用于設置機床的初始位置和換刀位置等位置點。
*行程極限:用于設置機床各個移動部件的行程范圍,以便在仿真加工中發(fā)現(xiàn)超程錯 誤。
*軸優(yōu)先:用于設置機床快速移動時各軸間的運動方式,確定運動軸的先后次序。 利用VERICUT的機床設定選項,就可以進行機床基本狀態(tài)的設置。如圖5.9所示。
添加控制系統(tǒng)
設置好數(shù)控機床的組成和結構后,機床仍然是不能運動的,還需要給機床配置相對 應的數(shù)字控制系統(tǒng),使機床能夠具有解讀數(shù)控代碼、插補運算等相關功能。
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