數(shù)控編程的核心工作是生成刀具軌跡,然后將其離散成刀位點,經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。下面是刀具軌跡產(chǎn)生方法的簡單介紹。

基于點螺子、線、面和體的NC刀軌生成方法

CAD技術(shù)從二維繪圖起步,經(jīng)歷了三維線框态晤、曲面和實體造型發(fā)展階段,一直到現(xiàn)在的參數(shù)化特征造型镇弄。在二維繪圖與三維線框階段,數(shù)控加工主要以點卷霜、線為驅(qū)動對象,如孔加工,輪廓加工,平面區(qū)域加工等喧盲。這種加工要求操作人員的水平較高,交互復(fù)雜。在曲面和實體造型發(fā)展階段,出現(xiàn)了基于實體的加工遗渊。實體加工的加工對象是一個實體(一般為CSG和B-REP混合表示的),它由一些基本體素經(jīng)集合運算(并鄙幸、交、差運算)而得什异。實體加工不僅可用于零件的粗加工和半精加工,大面積切削掉余量,提高加工效率,而且可用于基于特征的數(shù)控編程系統(tǒng)的研究與開發(fā),是特征加工的基礎(chǔ)邦墅。

基于特征的NC刀軌生成方法

參數(shù)化特征造型已有了一定的發(fā)展時期,但基于特征的刀具軌跡生成方法的研究才剛剛開始。特征加工使數(shù)控編程人員不在對那些低層次的幾何信息(如:點毙驯、線倒堕、面、實體)進行操作,而轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訉Ψ瞎こ碳夹g(shù)人員習慣的特征進行數(shù)控編程,大大提高了編程效率爆价。

W.R.Mail和A.J.Mcleod在他們的研究中給出了一個基于特征的NC代碼生成子系統(tǒng),這個系統(tǒng)的工作原理是:零件的每個加工過程都可以看成對組成該零件的形狀特征組進行加工的總和垦巴。那么對整個形狀特征或形狀特征組分別加工后即完成了零件的加工。而每一形狀特征或形狀特征組的NC代碼可自動生成铭段。目前開發(fā)的系統(tǒng)只適用于2.5D零件的加工骤宣。

LeeandChang開發(fā)了一種用虛擬邊界的方法自動產(chǎn)生凸自由曲面特征刀具軌跡的系統(tǒng)秦爆。這個系統(tǒng)的工作原理是:在凸自由曲面內(nèi)嵌入一個最小的長方塊,這樣凸自由曲面特征就被轉(zhuǎn)換成一個凹特征。最小的長方塊與最終產(chǎn)品模型的合并就構(gòu)成了被稱為虛擬模型的一種間接產(chǎn)品模型憔披。刀具軌跡的生成方法分成三步完成:(1)等限、切削多面體特征；(2)芬膝、切削自由曲面特征望门；(3)、切削相交特征锰霜。

Jong-YunJung研究了基于特征的非切削刀具軌跡生成問題怒允。文章把基于特征的加工軌跡分成輪廓加工和內(nèi)區(qū)域加工兩類,并定義了這兩類加工的切削方向,通過減少切削刀具軌跡達到整體優(yōu)化刀具軌跡的目的。文章主要針對幾種基本特征(孔矫撤、內(nèi)凹思袋、臺階、槽),討論了這些基本特征的典型走刀路徑赃勺、刀具選擇和加工順序等,并通過IP(InterProgramming)技術(shù)避免重復(fù)走刀,以優(yōu)化非切削刀具軌跡估骡。另外,Jong-YunJong還在他1991年的博士論文中研究了制造特征提取和基于特征的刀具及刀具路徑。

特征加工的基礎(chǔ)是實體加工,當然也可認為是更高級的實體加工筝妥。但特征加工不同于實體加工,實體加工有它自身的局限性暮霍。特征加工與實體加工主要有以下幾點不同:

從概念上講,特征是組成零件的功能要素,符合工程技術(shù)人員的操作習慣,為工程技術(shù)人員所熟知；實體是低層的幾何對象,是經(jīng)過一系列布爾運算而得到的一個幾何體,不帶有任何功能語義信息屋问；實體加工往往是對整個零件(實體)的一次性加工串篓。但實際上一個零件不太可能僅用一把刀一次加工完,往往要經(jīng)過粗加工、半精加工籍囱、精加工等一系列工步,零件不同的部位一般要用不同的刀具進行加工绩寂；有時一個零件既要用到車削,也要用到銑削。因此實體加工主要用于零件的粗加工及半精加工烤脾。而特征加工則從本質(zhì)上解決了上述問題佃戈；特征加工具有更多的智能。對于特定的特征可規(guī)定某幾種固定的加工方法,特別是那些已在STEP標準規(guī)定的特征更是如此匾委。如果我們對所有的標準特征都制定了特定的加工方法,那么對那些由標準特征夠成的零件的加工其方便性就可想而知了拖叙。倘若CAPP系統(tǒng)能提供相應(yīng)的工藝特征,那么NCP系統(tǒng)就可以大大減少交互輸入,具有更多的智能。而這些實體加工是無法實現(xiàn)的赂乐；特征加工有利于實現(xiàn)從CAD薯鳍、CAPP、NCP及CNC系統(tǒng)的全面集成,實現(xiàn)信息的雙向流動,為CIMS乃至并行工程(CE)奠定良好的基礎(chǔ)挨措；而實體加工對這些是無能為力的挖滤。

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