基于UG的數(shù)控編程及加工自動化的研究

李文敏　高元緒　張玉升

【摘要】數(shù)控加工編程在CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)運作過程中起著至關(guān)重要的影響作用，因而在此基礎(chǔ)上，當(dāng)代技術(shù)人員在數(shù)控加工操控過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度，并著重強調(diào)自動化加工手段的設(shè)計，由此實現(xiàn)產(chǎn)品研制周期的縮短，并就此提升整體產(chǎn)品加工質(zhì)量，滿足當(dāng)代社會發(fā)展需求。本文從數(shù)控加工編程理論分析入手，并詳細闡述了數(shù)控編程及自動化加工的應(yīng)用，旨在推動當(dāng)前產(chǎn)品研制領(lǐng)域的進一步發(fā)展，并就此推進其不斷完善自身生產(chǎn)系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】UG；數(shù)控編程；自動化加工

前言

UG在數(shù)控編程作業(yè)過程中起著構(gòu)建刀路作用，因而為了營造良好的產(chǎn)品研制環(huán)境，要求操作者在數(shù)控編程過程中應(yīng)發(fā)揮UG功能，并建構(gòu)仿真模型，繼而在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)人機交互的數(shù)控編程目標(biāo)，達到最佳的系統(tǒng)操控狀態(tài)，且就此緩解傳統(tǒng)數(shù)控編程模式下凸顯出的人為遺漏等問題，達到最佳的系統(tǒng)加工狀態(tài)。以下就是對數(shù)控編程及加工自動化的詳細闡述，望其能為當(dāng)前產(chǎn)品加工領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展提供有利的文字參考。

一、數(shù)控加工編程

（一）計算方法

數(shù)控加工即將確定的軌跡作為基礎(chǔ)條件，對數(shù)控機床進行操控，并要求其按照指定參數(shù)展開表面成型運動行為，最終由此達到產(chǎn)品加工目標(biāo)。同時，在數(shù)控加工過程中，數(shù)控刀軌以折線連接的形式存在著，并負責(zé)對工件形狀進行切割處理，因而其刀軌計算方法的應(yīng)用在數(shù)控加工過程中起著至關(guān)重要的影響作用，為此，相關(guān)技術(shù)人員在系統(tǒng)操控過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度，并注重應(yīng)用截平面法刀位點計算方法，即在數(shù)控加工工序開展過程中確定刀具類型、尺寸，繼而在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對加工表面偏置的計算。此外，在截平面法計算過程中，亦應(yīng)注重對截平面的選擇，例如，平行于YZ平面或平行于XZ平面的平行面等，并注重利用UG軟件中“切削方法”參數(shù)，以此展開取截平面Si→求Si、加工表面偏置間交線Cij→對交線軌進行裁剪→刀位點計算的數(shù)控加工流程，同時在數(shù)控加工過程中為了確保計算結(jié)果的精準(zhǔn)性，應(yīng)選用Zig、Zig-Zag等UG切削方法，由此達到計算目的，就此滿足數(shù)控加工編程需求[1]。

（二）工藝流程

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，數(shù)控加工編程的開展應(yīng)從以下幾個層面入手：第一，相關(guān)技術(shù)人員在實踐作業(yè)過程中應(yīng)注重采用集中式的數(shù)控加工模式，并明確零件圖樣參數(shù)，確定整個產(chǎn)品加工過程是否可在一臺數(shù)控機床上完成。此外，在工藝流程開展過程中，要求操作員應(yīng)以粗、精的方式對數(shù)控加工工序進行劃分處理，同時基于此，將內(nèi)部、外部、曲線、平面等作為標(biāo)準(zhǔn)對零件加工內(nèi)容進行系統(tǒng)化區(qū)分，以此達到最佳的數(shù)控加工編程狀態(tài)[2]。另外，在產(chǎn)品加工實踐作業(yè)過程中，亦要求操作員應(yīng)嚴格遵從加工順序安排原則，由此來規(guī)避定位安裝及裝夾受到限制等現(xiàn)象的凸顯，且就此提升整體產(chǎn)品加工水平；第二，在數(shù)控加工編程過程中，強調(diào)對刀具的選擇亦是至關(guān)重要的，為此，應(yīng)結(jié)合具體的產(chǎn)品加工要求，并考察機床工件、材料性能，從而在“適用、安全、經(jīng)濟”思想的引導(dǎo)下，對數(shù)控加工刀具進行合理化選用。例如，在UG刀具選擇過程中，即應(yīng)確定刀具底部中心位置，以此滿足產(chǎn)品加工條件[3]。

二、UG CAM編程

（一）UG的加工環(huán)境

UG的加工環(huán)境，即為模塊編程作業(yè)的軟件空間。例如，一般用戶在對UG進行操控過程中其加工環(huán)境即為cam-general，同時銑加工功能、車加工功能等亦被涵蓋在加工環(huán)境范圍內(nèi)，從而在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對作業(yè)環(huán)境的有效優(yōu)化。在當(dāng)前cam-general加工環(huán)境下，其模板始終以不同類型形式存在著，同時其存在于CAM設(shè)置中，即用戶在加工環(huán)境操作過程中，可通過對Initialize按鈕的點擊進入到編程作業(yè)環(huán)境下，由此來提升整體數(shù)控加工編程效率。此外，基于UG加工環(huán)境下，亦具備制造模塊保存功能，因而在此基礎(chǔ)上，用戶在數(shù)控加工操作過程中可有效規(guī)避信息、數(shù)據(jù)丟失問題，同時亦可通過Preferences→Manufacturing→Configuration選項卡的應(yīng)用，達到加工環(huán)境改變目的，以此來滿足自身數(shù)控加工編程條件。另外，對話框配置文件的變更亦可達到加工環(huán)境改變目標(biāo)，因而在此基礎(chǔ)上，用戶在對系統(tǒng)進行操控過程中應(yīng)注重結(jié)合自身產(chǎn)品加工條件對加工環(huán)境變更方法進行選用。從以上的分析中即可看出，在UG CAM編程過程中，UG加工環(huán)境的確定是至關(guān)重要的，為此，應(yīng)提高對其的重視程度[4]。

（二）平面銑數(shù)控編程開發(fā)

PLANARMILL主要應(yīng)用于粗加工、外形精加工、轉(zhuǎn)角清除等領(lǐng)域中，因而在此基礎(chǔ)上，為了滿足數(shù)控加工條件，要求相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)致力于平面銑數(shù)控編程的開發(fā)，即在編程開發(fā)過程中將零件幾何、毛坯幾何體、修剪幾何體等內(nèi)容納入到其中，并基于平面銑確定的基礎(chǔ)上，將其置入到UG軟件仿真加工環(huán)境下，由此實現(xiàn)對其的細致觀察，繼而確定平面銑幾何加工的必備條件及特點。例如，在邊界幾何UG軟件仿真加工環(huán)境下，即發(fā)現(xiàn)其具備平面線、分段、可封閉可打開的特點，因而在平面銑數(shù)控編程開發(fā)過程中應(yīng)著重提高對此問題的重視程度，由此達到最佳的編程開發(fā)狀態(tài)，且就此滿足當(dāng)前產(chǎn)品開發(fā)需求，迎合當(dāng)前社會發(fā)展條件。此外，在平面銑數(shù)控編程開發(fā)過程中加工方法的選用影響著整體編程效果，因而在UG環(huán)境下，應(yīng)注重運用Zig、Follow Part、Mixed、Profile等切削方式，繼而在此基礎(chǔ)上滿足UG編程需求。另外，在平面銑數(shù)控編程過程中亦應(yīng)注重對切削步距的確定，以此達到最佳的編程工作狀態(tài)[5]。

三、數(shù)控編程及加工自動化分析

（一）加工類型識別模塊

加工類型識別模塊即通過對模型的預(yù)判實現(xiàn)產(chǎn)品加工建議的提出，最終由此來規(guī)避不規(guī)范數(shù)控產(chǎn)品加工現(xiàn)象的凸顯。同時，在加工類型識別模塊確定過程中，要求相關(guān)操作人員在3D數(shù)據(jù)環(huán)境下，應(yīng)注重對零件幾何體的確定，并將體積原則作為標(biāo)準(zhǔn)，建構(gòu)3D數(shù)據(jù)模型，繼而滿足模塊建構(gòu)條件。此外，基于幾何體確定的基礎(chǔ)上，要求相關(guān)操作人員應(yīng)強調(diào)對幾何上點坐標(biāo)的確定，例如，此次數(shù)控編程過程中即對坐標(biāo)P（x，y，z）、P1（x1，y1，z1）、P2（x2，y2，z2）等進行了確定[6]，同時建構(gòu)了

X1=min（x），x2=max（x）

的極限點，從而在此基礎(chǔ)上為模型建構(gòu)行為的展開提供了有利的基礎(chǔ)條件。另外，在加工類型識別模塊設(shè)置過程中，要求相關(guān)操作人員亦應(yīng)強調(diào)對Section Curve命令條的應(yīng)用，繼而在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對交線特征的核查，并由此展開自動化加工類型確定行為。

（二）數(shù)控加工編程步驟及參數(shù)布置

UG CAM模塊在傳統(tǒng)運行模式下存在著過程模糊的問題影響到了整體數(shù)控加工效率，因而在此基礎(chǔ)上，為了增強模塊靈活性，要求系統(tǒng)操控人員應(yīng)注重深化對UG CAM數(shù)控編程的認知程度，并鼓勵用戶從多角度出發(fā)對數(shù)控編程加工過程進行了解，且實現(xiàn)對其步驟的界定，繼而較好的實現(xiàn)UG CAM模塊功能的發(fā)揮。此外，基于數(shù)控加工編程步驟確定的基礎(chǔ)上，參數(shù)的合理化布置亦影響著整體自動化加工效果，為此，操作人員在實踐加工過程中應(yīng)提高對此問題的重視程度，并結(jié)合UG CAM數(shù)控編程參數(shù)設(shè)置的復(fù)雜特點，創(chuàng)建良好的操作環(huán)境，以此來規(guī)劃參數(shù)布置的主界面，并將除必要參數(shù)以外的其它參數(shù)置入到彈出界面環(huán)境下，以此來達到最佳的參數(shù)布置優(yōu)化目標(biāo)。同時，在參數(shù)布置環(huán)節(jié)開展過程中，亦應(yīng)強調(diào)對UG/Open API函數(shù)的應(yīng)用，繼而由此實現(xiàn)對加工參數(shù)的讀取，最終達到自動化加工目標(biāo)，滿足當(dāng)代社會發(fā)展需求。從以上的分析中即可看出，參數(shù)布置及編程步驟的確定影響著數(shù)控編程及加工自動化的應(yīng)用，因而相關(guān)操作人員在系統(tǒng)操控過程中應(yīng)強化對其的有效落實[7]。

（三）數(shù)控編程及加工自動化的應(yīng)用

在某覆蓋件凸模型面加工過程中即涉及到了對數(shù)控編程及加工自動化的應(yīng)用，同時在應(yīng)用過程中旨在將模型導(dǎo)入到UG NX 8.0環(huán)境下，并設(shè)置坐標(biāo)系，同時在坐標(biāo)系設(shè)置過程中忽視機床型號因素的影響作用，以此達到最佳的坐標(biāo)系設(shè)置狀態(tài)。此外，在本次數(shù)控編程及加工自動化應(yīng)用過程中確定了設(shè)置毛坯幾何體、零件幾何體→加工類型識別→創(chuàng)建刀具→創(chuàng)建型腔冼操作的加工流程，由此引導(dǎo)操作人員在實踐操作過程中規(guī)范自身操作手段，以此達到最佳的自動化加工狀態(tài)，并就此營造良好的汽車覆蓋件加工環(huán)境，且提升整體加工效率[8]。

結(jié)論

綜上可知，在傳統(tǒng)數(shù)控編程過程中仍然存在著編程環(huán)節(jié)復(fù)雜且技術(shù)水平較低等問題影響到了整體產(chǎn)品加工精度，因而在此基礎(chǔ)上，為了穩(wěn)固我國產(chǎn)品加工領(lǐng)域在市場競爭中的地位，要求其在可持續(xù)發(fā)展過程中應(yīng)注重對數(shù)控編程及加工自動化手段的優(yōu)化，繼而由此來緩解傳統(tǒng)系統(tǒng)運行模式下凸顯出的問題，同時在編程開發(fā)過程中，亦應(yīng)注重從數(shù)控加工編程步驟及參數(shù)布置等角度出發(fā)，以此來營造良好的產(chǎn)品加工環(huán)境，規(guī)避低質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

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