打破五軸製造的最後壁壘,ICAM後處理
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著者:蘇永春

打破五軸製造的最後壁壘,ICAM後處理

來自加拿大的ICAM技術公司以獨立的第三方後處理為大家所熟悉,其實ICAM也做加工模擬,並且獨創了具備後處理與模擬交互的可視化後處理器。也就是邊後置,邊模擬,模擬能優化輸出的G代碼。本文對ICAM後處理,ICAM可視化後處理做一個簡單的介紹。

支持多CAM系統-
作為獨立的第三方後處理軟體,ICAM支持主流的CAM軟體,譬如CATIA,NX,PTC,MasterCAM,HyperMill,PowerMill,NREC等。目前使用多個CAM軟體的公司越來越多,維護每個CAM系統的後處理輸出的風格一致的G代碼會比較困難,使用 ICAM作為後處理解決方案將是一個明智的選擇。

 

(一) 速度控制
一般的後處理器對速度的處理完全來自CAM系統的設置。生成G代碼的過程中不考慮機床各個軸的運行速度,因加工速度與機床不匹配可能引起零件表面加工質量問題。ICAM後處理在配置各運動軸時,會要求客戶根據實際機床情況輸入各個軸的行程,各個軸的最大速度,旋轉軸的偏心距等會影響速度的因素。

在ICAM後處理過程中,從A點到B點,首先分析各個軸的運動距離,然後根據各個軸運動距離將編程速度F分解。分解候的速度Fi和各個軸的最大速度Fmax比較,取速度小的值。譬如計算出來的速度Fi大於軸允許的最大值Fmax,將使用最大值Fmax,然後再合成成從A點到B點的加工速度Fnew。所以ICAM處理處理的G代碼,有可能會出現很多不是編程設置的值,而這個值是根據機床性能進行調整後的,所以加工處理的表面質量效果更好。

(二)  超程處理
對於5軸機床來說,碰到超程問題,一般的解決方案是沿刀軸方向退出到指定距離,然後重新定位旋轉軸,然後再重新進刀來避免超程的問題。但是沿刀軸方向退刀會在零件表面留下劃痕。ICAM可以按照刀具移動方向和指定零件毛坯方向的法矢方向移動指定距離,然後再進行常規的超程處理,最後按法矢方向移動指定距離,完成超程處理。

對於一些配置旋轉工作台的機床,存在平動軸X或Y不能過中心或過中心距離比較小的情況,在加工過程中可能存在平動軸X或Y軸超程。對於平動軸X或Y軸超程的處理,一般情況下會對零件進行重新裝夾來避免超程,或者通過人為分段編程來解決。ICAM後處理器對3+2形式的刀路,可以通過將笛卡爾坐標系轉換成極坐標系的方式來避免超程。

現在存在的問題是如何來判斷X軸或Y軸超程?ICAM的後處理中可設置X或Y軸的行程,這個行程可用於判斷是否超程。請注意此處的判斷是基於編程坐標系的,不是機床坐標系,所以使用是有條件的。

 
(三)  內嵌優化功能
成飛發明的「S」試件是評價和檢驗五軸數控機床性能的國際標準。
S試件是由2個C連接而成。在C連接處的加工,往往會出ICAM的後處理內嵌優化功能,包含高級線性化功能,軌跡規劃功能,奇異點去除功能,刀具抖動去除功能。對於S件的劃痕問題,可以通過在後處理中增加公差範圍內的插值點來減輕甚至避免劃痕。

 
 
(四)  可視化後處理
ICAM最具特點的是可視化後處理器,也就是說後處理的過程中進行機床模擬,這個時候後處理是有零件信息,毛坯信息,機床行程信息,刀具信息,編程坐標系信息,在輸出G代碼之前讓加工模型進行模擬。

我們知道,對CAM系統輸出的點位(x, y, z, i, j, k),(x, y, z)為位置信息,(i, j, k)為刀軸矢量。對每一個點位,五軸機床對應的有2組解,正常情況下輸出的解是與上一個點位最近的。在ICAM可視化後處理過程中,在輸出G代碼之前讓加工模型進行模擬,如果發現目前要輸出的解存在碰撞或超程,後處理可以自動調整選擇另外一組解。這樣可以減少潛在的問題,提高編程效率。

現因為奇異點引起的大角度旋轉,當機床各個軸的動態性能不好時,容易在連接處產生劃痕,甚至過切。
可視化後處理器最典型的應用是在飛機蒙皮加工中的柔性夾具系統。為了保持蒙皮的支撐剛性,要求立柱儘可能的進行支撐。但是在機床進行切邊的過程中,如果立柱固定不動,就有機會被刀具切傷。所以根據立柱下降的速度,後處理要在刀具過來前將其下降避免過切,刀具加工完畢後將其升起來維護支撐。通常為了調試支撐蒙皮立柱的升降需要花大量時間,相比較而言,加工時間很短。

使用ICAM的後處理可以快速生成控制立柱自動上下的G代碼程序,提高加工效率。這款軟體目前在成飛,陝飛,沈飛,洪都等都有應用。同樣的原理也可用於氣動夾具的編程中。ICAM後處理作為獨立的第三方後處理,在後處理領域還是有它的獨特之處。後面我們將發掘更多實用的功能與大家分享。有任何問題歡迎一起討論。

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