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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.221
0 引言
在近五年的时间里,网商得到巨大的发展,消费个性化需求也成为了各个生产厂家所竞相抢占的资源。在未来的时间里,厂家只有不断强化对技术的应用,才能对产品的制作周期、精密度以及外观等方面进行优化,才能最终实现对竞争力的强化。仿真技术可谓是近年来最受青睐的技术,其代表着数控技术对虚拟仿真的应用,实现数控加工技能培训的质效提升。对于制造业而言,虽然可以借助计算机对设计和制造进行辅助,但是三维环境下的刀具运动和加工轨迹还是需要仿真技术的再现。在通过计算之后对刀具的运行轨迹进行控制,并以此生成相应的数控机床科技识别的代码,在VERICUT系统和仿真软件的支持下进行模拟,在仿真的加工环境中呈现。这样一来,产品的加工效率便得到了相应的提升,对于研发和制造周期都有不小的助力,对于企业而言更是综合竞争力的体现。
1 数控加工方针技术在当今的研究现状
21世纪的数控技术受到全球化的推动,其发展速率不断提升,制造业在数控技术上的依赖性也不断增加,成为决定行业发展的重要技术。对于数控技术而言,正确性的最大化也成为了技术发展的方向,虽然通过利用容易切削的材料来替换作业器具进行试切,但是也使得加工指令的检验变得更加充分。同时,也有不少的方法得以应用。例如:轨迹显示法,借助划针和笔替代刀具,以色版或者纸对刀具轨迹进行二维图的呈现,是简单的真模拟过程。
然而这类方法的应用也存在不少的局限性,尤其是对人力、物力以及时间的消耗,使得生产成本的压力变得更大,而且生产周期也变得无法把握。据此,研究者在不断的摸索研究后,通过计算机对仿真模拟技术进行更大程度的革新,不仅实现试切情境的模型化、仿真计算及图形显示等,也将模型模拟推向更加精密和方针的高度。这样一来,企业的资源得到了较大程度的节约,同时也使得其他项目的生产和收益得到了真正的改善。
从目前的数控加工仿真模拟的技术研究来看,方向和重点主要针对刀具轨迹展开的,仿真模拟效果也得可喜的进步。然而,现阶段的成果与希望值还存在一定的差距,在未来仍需要对机床加工采取进一步的研发,才能对机床加工阶段的刀具过切、刀具及夹具与机床之间的磨损度进行实时监测。与此同时,机床加工成效的预估也是重要的参考因素,因此,需要对刀具加工进行优化,最终确保产品质量与零件加工效率与机床的利用率等等。
2 VERICUT仿真技术系统的介绍
2.1 VERICUT系统
从目前的实际应用状况来看,VERICUT系统在全球范围内具有相对广泛的应用。该系统具有两方面的优势,其一是能够对数控代码的查证步骤进行模拟;其二是能够较大程度地增加数控材料的切削效率。该VERICUT系统工作原理是对数控加工的轨迹代码进行模拟,并借此将其在计算机上进行呈现,为刀具轨迹精度的检测提供了有效的平台,更对设计师的设计标准和要求进行了根本的满足。但是在运行的准备阶段,需要对系统进行故障诊断、改进和调整,确保仿真系统可以发挥应有的技术效果。
2.2 VERICUT Machine Simulation系统
VERICUT Machine Simulation作为目前功能性最完备的数控加工仿真模拟系统,能够最大限度地再现机床运行过程中的具体状况,其效果较大程度地满足了人们期望。然而,对于这一系统的运行最重要的便是能够对识别数控代码文件进行识别,并结合G-代码开展模拟加工的环节。对于实际运行的仿真系统而言, VERICUT软件首先需要和机床进行绑定,才能在使用过程中模拟机床的运用轨迹及其他具体状况,确保数控加工阶段的错误和问题可以被检验出,并加以改正,全面提高数控加工的质效水平。
3 数控加工中仿真技术的应用
从数控技术具体状况来看,工艺路线已经成为了编制的重点,刀具和加工参数也成为了整个工艺水平确定的重中之重。即使是相同路线的状况,在不同的参数水平和刀具规格下,对于具体工作的效率和零件质量均具有较大的影响。因此,在生产过程中,无论是复杂程度和加工种类差别,均需要慎重选择合适的刀具,这也成为了整个零件加工工艺的难点,产生的作用至关重要。
从现阶段的虚拟加工技术应用来看,虽然可以满足对数控代码的验证,也能满足对整个工艺路线的合理性和正确性的验证,但是最终却只能对道具和参数的选择进行定性分析。这样就需要结合其他软件能进行相关定量分析的软件,例如VERICUT软件。该软件的优势在于能够开展自动化对比工作,而且通过零件加工过程的控制,能够帮助工作人员进行更高效和准确的刀具确定。同时,也能够通过具体条件开展虚拟验证工作,对于运行过程中可能出现的潜在危险因子进行分析,并对工艺方案进行优化。随着时间的推移,也有不少的仿真软件能够对数控加工阶段进行整体的仿真与模拟,这使得程序调控所需的时间和资源得到了有效节约,对于制造业的发展有了很大程度的推动。
4 结束语
数控加工仿真技术的迅猛发展使得复杂的零件加工质效水平有了很大程度的提升,同时也使得调试阶段的废品成本得到了极大的降低,更有效地解决了程序错误更机床和工件带来的损伤问题。但是,该项技术的发展仍需要对产品的物理现象和规律进行深入的研究,才能更大程度地发挥仿真技术优势,最终使得数控加工的精度、质量、生产周期以及效率得到更大的提升。
参考文献:
[1]武珍平.数控加工中仿真技术的应用[J].品牌(下半月),2015(01):195.
关键词:数控加工机械;仿真软件;教学应用;技能型人才
数控加工技术在国民经济的快速发展中起着基础性的作用,数控加工技术是现代社会工业化发展的重要标志,数控加工技术水平的高低对国家经济发展力及综合国力的提高起着重要作用。在当前数控专业的教学实践中,仍然存在着比较明显的问题,特别是在人才培养的过程中,缺乏实践性的探索,缺乏专业化的延伸。这就容易造成数控专业的学生无法适应社会发展的需求,无法迎合企业发展的岗位要求。因此,在数控专业的教学实践中,探索利用数控加工机械仿真软件,让学生在理论学习的基础上进行更加深入、更加现实的实践模拟操作,既能够培养学生科学的实践素养,能够保障数控专业的发展更加科学,更加符合时代潮流与特点。
一数控加工机械仿真软件的教学作用分析
数控加工机械仿真软件是一种非常科学、非常先进的教学软件,依托于其模拟化的特点,能够让学生在理论学习的基础上,进入模拟工厂进行实践操作。从这方面来讲,数控加工机械仿真软件在教学实践中具有非常重要的现实作用。
(一)数控加工机械仿真软件的作用分析
在数控专业的教学实践中,数控加工机械仿真软件具有非常重要的作用。具体表现在以下方面:首先,在数控专业的教学实践中,积极利用仿真软件可以达到模拟化的教学作用,以便引导学生积极将所学理论知识运用到实践操作中。同时,这种模拟化的操作具有非常强的实践性,基本可以模拟工厂数控加工的流程,这也有助于学生更加科学、更加规范化地进行数控专业的学习,满足社会发展的需求。其次,在数控专业的教学实践中,仿真软件能够支持多种数控系统设定,这对于丰富教学实践性具有非常重要的作用。在数控专业的教学过程中,利用仿真软件可以实现更加精细化的教学演示。同时,仿真软件中还存在纠错系统,一旦学生操作不当或者操作方法不科学等,会及时提示学生进行纠正,并逐步改良操作方法。这本身有助于培养学生的科学实践精神,有助于深化学生的理论素养。此外,在数控专业的教学实践中,仿真软件的安全性非常高,可以极大程度地保障学生的实践安全。同时,仿真软件的重复利用率非常高,可以极大程度地节省教学资源,实现教学资源利用的最大化[1]。最后,数控专业教学实践中,利用数控加工机械仿真软件可以实现集约化地实习实践。仿真软件对于场地的需求比较低,占用面积也比较小,便于集中进行实践。
(二)几何仿真在数控专业教学中的应用
无论是普通高等院校还是职业院校,在数控专业的教学实践中,都应该充分利用这些仿真软件来提升教学的实践性,来培养符合社会发展需求的专业型、技能型人才。当前数控加工机械仿真软件的种类是比较丰富的,其教学应用的侧重点也存在区别,当前教学实践中,几何仿真是利用率最高的仿真软件。这种仿真软件在发挥作用的过程中,是依托于计算机来实现的。通过计算机系统可以实现对仿真软件系统的模拟及动态化的操作与演进,对数控机床的各种坐标、刀具运动的轨迹、规律以及对毛坯的切削过程进行模拟,最终完成三维实体模型的加工。这种仿真软件在教学实践中具有非常关键的作用,利用这种仿真软件,既可以依托于计算机系统对数控加工的各个流程精密化,科学化,同时也能够确保各类参数的严谨性,在加工作业完毕后,还可以通过反馈系统来实时反馈切削成果及存在问题。这些基础,便于学生在实践操作中更加具象、立体地进行数控操作[2]。此外,利用这种仿真软件,还能够及时发现刀具在切削作业中存在的不合理性,以及实现模拟化的教学成果检验,精准评判学生操作的准确性与否。
二数控加工机械仿真软件在教学中的应用
几何仿真是当前数控专业教学实践中应用比较广泛的仿真软件,各个模块都可以加以利用。不同模块的教学作用各有不同,在教学实践中应该区别对待,综合使用。
(一)基础模块
在这种仿真软件中,这一模块利用主要的侧重点在于帮助学生从理论知识过渡到实践训练中。对于刚刚接触数控专业的低年级学生来讲,理论素养并不完善且系统,这就需要学生从简单的模拟操作入手来检验自身的理论知识。因此,仿真软件中的基础模块,可以充分帮助学生连洽理论知识与实践能力之间的关联。这种模块主要基于FANUC数控加工软件而进行科学的编程,以帮助学生了解车床、加工等基础能力。可以满足一些低年级的或者理论知识相对单薄的学生,强化这部分群体的理论素养,来培养这部分群体的实践能力。
(二)提高模块
在数控专业教学中,当学生的数控专业知识达到一定的水平和高度后,通过仿真软件中的提高模块,则能够进一步提升学生的专业素养,进一步引导学生积极将理论知识应用到模拟演练中,以综合性地提升学生的实践应用能力。在教学实践中,提高模块的利用重点在于帮助学生理解和认知三种机床的使用情况,编程方法及应用特点。在此基础上,学生可以在模拟演练中,自行来利用仿真软件进行编程训练,以更好地、更加科学地进行实践训练。可见,仿真软件中的这一模块,旨在提升学生的实践应用能力。在这种模块应用中,学生需要结合教师的讲解与分析,结合自身的模拟训练来进行科学的编程,掌握编程的方法,以便能够自行利用仿真软件,自行进行数控加工技术的编程。
(三)拓展模块
不同的数控加工技术需要依赖于不同的加工软件。因为学生在毕业后,可能面临不同类型的软件,若学生在校期间,未能够掌握不同软件的操作能力,便降低了学生的就业面。因此,在数控专业的教学实践中,利用仿真软件的拓展模块,可以综合性地丰富学生的软件知识,了解不同软件的差异,精准掌握不同软件的操作方法和技能。在教学实践中,教师结合学生对不同软件的掌握程度来进行相对应的模拟训练,结合学生的模拟训练结果进行评析与点评,帮助学生找出问题的来源,提升教学的针对性。通过教师针对性的教学详解,能够让学生理解并认知不同的仿真软件,并掌握这些仿真软件相对差异化的编程方法[3]。待讲解结束后,教师还应该布置教学任务,引导学生积极训练编程能力,积极反馈教学成果。
(四)仿真流程
在数控专业的教学实践中,仿真流程是非常关键的,科学化、简易化、便捷性的仿真流程既能够提升教学效率,也能够引导学生快速掌握仿真软件的利用能力及编程能力。因此,在教学实践中,教师应该引导学生结合教学任务的差异来进行仿真流程的优化。在此基础上,结合任务进行仿真模型的创建,为了帮助学生形成正确的实践认知,仿真模型的创建必须符合当前工厂环境,必须贴合当前数控加工技术的实践应用,只有这样才能科学性的提升学生的数控加工技术水平。同时,在仿真模型的创建过程中,要对加工的精密度、精确性以及可能存在影响的因素进行全面的分析与研判,培养学生全面检查、科学实践的精神。此外,还应该优化各个环节的工序及检验,从加工刀具、加工零部件、核心元件等都应该着重调整,以优化其参数。
三总结
数控加工技术是国民经济快速发展的保障,在数控专业的教学实践中,积极利用数控加工机械仿真软件,能够提升数控专业的教学实践性,能够综合性地培养学生的操作能力和岗位素养。因此,在数控专业的教学实践中,应该结合不同的教学侧重点,着重利用好仿真软件中的各个模块,以提升教学实践性和针对性。
参考文献
[1]徐建.数控加工机械仿真软件的教学应用[J].职业,2015,(03):144.
[2]安荣,张信群.数控加工仿真技术在实训教学中的应用[J].吉林工程技术师范学院学报,2012,28(04):67-70.
[关键词]UG;Verlcut;多轴加工;仿真加工
中图分类号:TG669 文献标识号:A文章编号:2306-1499(2014)07-0183-01
1.基于UG软件的多轴加工编程Verlcut软件
UG NX(国内简称UG,原名,Unigraphics)是一个由西门子UGS PLM软件开发,集CAD/CAE/CAM于一体的产品生命周期管理软件。由于其强大的数控编程功能,使其在国内数控编程软件中占据主导地位。其CAM模块中的Planar Milling、Cavity Milling、Fixed Axis Milling、Variable Axis Milling、Sequential Milling和Point to Point等加工操作为数控铣削加工编程提供了良好的解决方案。特别其灵活、方便的刀路驱动方法和刀轴控制方法使得多轴加工编程变得容易。
VERICUT模块,UG NX等CAM软件有VERICUT软件接口,这些CAM软件通过与VERICUT软件接口无缝连接的配置,可实现CAD/CAM与NC程序验证一体化运作,自动进行工件参数、刀具参数等数据的传送,因此避免了二次输入这些信息时人为的出错及重复的工作,使得设置、仿真及NX程序的优化等操作更加简单有效。
本文通过FANUC series 0i MD和UG NX加工操作,完成了风力驱动器―叶轮轴零件的叶轮部分多轴加工编程。其中半精、精加工采用了Mill-contour加工操作,方法一:利用常用的NX、CAD软件来完成3D建模,通过数据转换方式导入到Vericut环境中进行操作,此种方式不受软件限制,可建立任意复杂的机床模型,但要求在CAD软件建模时设置好坐标系。
方法二:在Vericut环境中,选择File>New Project>Millimeter菜单命令,新建用户文件。
2.零件仿真加工
2.1 Vericut软件与UG软件的链接
接口的配置分为两种:一种是直接利用Vericut软件提供的批处理文件(.bat),运行UG软件;另一种是使用NX open api二次开发配置原理,配置环境变量,打开UG时,接口会加入到UG菜单中。由于第一种方式操作简单,且无须配置环境变量。本文使用此方法实现Vericut与UG的链接,直接运行Vericut安装目录“┄\cgtech70\windows\commands”下的“nx6.bat”文件即可。
2.2 仿真加工参数设定
启动UG软件都,在加工模块中选择工具栏的Vericut图标按钮即可启动仿真加工参数设定窗口,组建拓扑组件树如图1、图2所示。
图1拓扑结构图2组建机床
2.3机床加工过程仿真
使用VER ICUT 进行机床加工过程仿真, 不但能用彩色的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程, 还能逼真的显示刀具、夹具、机床的运行过程和虚拟的工厂环境, 其操作过程如下。
(1)在VERICUT 中打开机床模型, 在ModelingW indow中, 设置毛坯大小及形状。
(2)打开Setup4 Control4 Open, 设置Shortcut=CGTECH-L IBRARY, 选择fan150mi 1ctl控制文件。
(3)在T oolM anageW indow中添加已建立的刀具库。
(4)Setup4 Toolpath调入加工程序, 在Toolpath Window中, 设置Toolpath Type 和Tool Change By选项, 添加相应的刀轨文件, 作为NC驱动程序。
(5)在VERICUT 主窗口中, 点击右下角的Reset按钮, 再点击P lay to End按钮, 运行加工过程的仿真, 仿真结果如图3所示。
图3零件仿真加工
3.结论
本文通过利用UG软件完成风力驱动器―叶轮轴零件的叶轮部分多轴加工编程,利用Vericut系统完成了四轴加工中心的仿真系统开发,并实现机床加工结果对比,验证了本系统的正确性和有效性。使用该方法可以缩减程序编制与调试的时间,降低生产成本,还可以节省加工设备和现实资源的消耗,对相企业有很好的借鉴意义。
参考文献
[1]张惠林, 轩继花.基于VERICUT 的五轴联动数控加工仿真[J].现代制造工程, 2006(7).
[2]李建刚,俞春华,王琳.基于VERICUT非圆齿轮磨齿虚拟加工研究[J].机械传动,2010(2).
关键词:加工中心 轨迹仿真 实践教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)008-190-02
1 引言
数控技术及装备,是发展高新技术产业和尖端工业的基本技能技术和最基本的装备。随着我国由“制造大国”向“制造强国”的转型,数控加工中心在先进制造技术领域中得到了越来越广泛的应用,社会对高素质技术人才的需求也不断发生变化。了解先进制造技术的发展现状,掌握先进制造装备的编程、轨迹仿真和加工技术原理将成为工科院校毕业生所必备的专业知识。
2 数控加工中心实践教学现状
美国的高校一直以来都对实践教育给予了足够的重视,在全面开展系统化的理论课程同时,倡导开放型与实践性,让学生通过实践提高创新能力。国内高校也深刻地认识到人才市场需求的变化,加大投入购买了一些先进的加工中心设备。加工中心作为数控技术发展的终端,具备提高学生掌握更加复杂的数控加工工艺、加工能力和编程方法,进一步了解更先进的数控设备和制造技术发展趋势的优势。然而,加工中心在国内高校的实践教学中却未能起到其应有的作用,主要问题在于:(1)设备昂贵,维护成本高。现行的实践教学方式需要多台加工中心设备才能达到教学效果,而目前三轴的加工中心动辄百万以上,使的大部分教学单位无力承担。(2)人均占有设备数少。虽然国内很多高校都引进了加工中心,但大多未形成设备群,单一种类至多1-2台,对于每个班级至少20人进行实践教学则无法实现。(3)操作安全性差。加工中心操作复杂程度高,学生实际操作经验不足,出现误操作的可能性大,对于人身和设备都存在安全隐患。
这些问题使得加工中心在工程训练实践教学中受到限制,如何在工程训练实训中扩展加工中心的实践课程、利用现有资源突破加工中心教学课程的瓶颈,使学生了解更先进的数控设备和制造技术的发展趋势,掌握更加复杂的数控加工工艺、加工能力和编程方法,成为工科院校实践教学亟待解决的问题。
3 轨迹仿真在数控加工中心实践教学中的应用模式
加工中心实训的目的是使学生在机械类课程学习和数控加工实训的基础上,进一步锻炼学生的先进加工技能、机械加工中工艺规程制定、程序编制、切削工艺性、刀具种类等综合专业知识。本文拟充分利用工程训练中心现有的4套美国HASS加工中心数控系统和1台美国HASS三轴立式铣削加工中心(如图1所示),开展数控加工中心实践教学中手动编程、轨迹仿真、实操训练等教学模式探索。
加工中心数控实践教学以专业技术应用为主线,围绕这条主线设置课程、确定教学内容、形成教学体系组织教学。理论课程体系的教学,在密切结合专业实际需要和应用范围的前提下,使学生掌握必需、够用的理论知识;实践课程体系教学主要以基本技术和工艺技能熟练为重点,培养学生对先进技术的应用能力和素质,两者有机结合,共同围绕主线展开教学。
3.1 加工中心编程基础训练
编程讲解与实际操作相结合,在加工中心实际加工模块中编程的讲解是必须的,也是首先要做的。但同时这种实训中的编程讲解又与理论课中的编程讲解不一样,实训中的编程讲解针对实际使用的设备和系统,有很强的可操作性。利用现有的4套HASS加工中心数控系统和1台立式铣削加工中心,可使5组同学每组2-3人分别在HASS数控系统边学习边演示,使学生对所学知识有直观的验证,从而加强学生的理解和实际运用能力,使学生熟悉加工中心编程特点,掌握常用的编程G代码,熟悉加工中心的工作原理。
3.2 手动编程与加工轨迹仿真实践
设置具有典型工艺特征的零件作为数控轨迹编程对象,充分利用加工中心工序集中、自动换刀功能的特点,零件应具有钻、铣等多种加工工艺特征和粗、精加工等多种工艺过程。利用现有数控系统采用手工编程方法,实现零件的工艺规程的制定和数控轨迹编程。
采用数控系统自带的轨迹仿真模块对程序进行仿真,验证数控轨迹的正确性。这样既使学生综合锻炼了机械制造的基础知识,掌握了加工中心的技术特点,同时也避免了实际加工中因程序设置不当或操作不当而带来的危险。学生可在数控系统中多次对编制的程序进行修改、仿真,最终形成可行的加工轨迹。
3.3 数控轨迹加工验证实践
在加工中心编程基础训练和加工轨迹仿真训练的基础上,对于在仿真模块修改好的典型零件加工程序,可在指导教师审核后,在实际的加工中心中以石蜡或PVC为坯料,开展典型零件的样件加工,充分体现加工中心所独有的工序集中、高效率、高精度的加工过程,使学生理论联系实际,切实掌握机械制造技术。
在培养加工中心数控技术专业技能过程中,通过典型零件的设置,综合运用理论知识对零件的加工进行合理的工艺编排,并通过轨迹仿真对编程进行修定,最终通过样件的加工对理论知识进行验证。这种教学模式有利于学生实践能力与创新能力的培养,提高了教学效率和效益。
4 结论
本文以“编程技术――加工工艺制定――轨迹仿真――样件加工验证”的课程体系设计思路,优选典型的体现加工中心技术和机械制造工艺的零件,通过合理安排教学内容,探索加工中心在实践教学中的应用模式,使学生更好的了解先进制造技术的现状、特点,并初步掌握加工中心加工的基本技能。
(辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目“基于综合性工程素质培养的工程训练教学内容改革与实践”资助)
参考文献:
[1] 宋春华.数控技术的现状及发展趋势[J].装备制造技术,2011(3):114-117.
关键词:自动编程;CAXA;编程助手;斐克仿真
中图分类号:TP314 文献标识码:A
随着数控机床功能的增加及加工复杂工件能力的提高,在零件编程时,对简单零件采用手工编程的方法很适合,但对于大量开粗和复杂零件加工时往往数值计算量较大、编程时间长、精度差且不易检查和编辑。故计算机自动编程和加工仿真便成为数控机床发展和应用的重要组成部分。市场上常见的制造类软件很多,如UG、CATIA、Pro/E等。这些软件虽然功能强大,但成本相对较高,并不适合中小企业生产和高校教学使用。其实在一般的生产和学习中我们也仅是使用这些软件的几个模块,这样我们完全可以找来几个单一功能的国产软件配合使用。由于很多软件主要是针对加工中心设计的,像车削这样二维图形的加工在坐标的建立和仿真模拟中的显示并不清楚。这里就基于CAXA数控车XP、编程助手和斐克仿真软件配合使用并以车削加工为例进行说明,如图1所示的工件。这里为了论述方便将零件进行了理想化,工件尺寸完全没有标注公差。正常情况下是没有这种可能的,这里请大家注意一下。
1 加工思路分析
根据图纸和工艺要求首先使用CAXA数控车软件进行二维建模,建立刀具、数控系统和机床信息。生成走刀路线和程序编码。再通过CAXA编程助手对生成代码进行检验和修改。最后再将代码文件输入斐克仿真软件进行仿真实验。
2 加工工艺过程分析
该零件比较理想,没有尺寸精度、表面粗糙度及热处理要求,切削加工性能较好。两端都要车削出来,故要掉头装夹。左端有薄壁,第一次装夹,应该用三抓自动定心卡盘先夹住左端,加工右端。由于左右两端的加工原理是一样的,所以这里我仅以加工左端为例。
图1 零件图
图2 零件的加工轮廓与毛坯轮廓
图3 外圆粗加工轨迹
3 使用CAXA数控车软件进行加工处理
使用CAXA数控车软件绘制出零件的加工轮廓和毛坯轮廓,如图2所示。在建模过程中要注意:第一,建模前根据工艺确定建模原点且坐标系与所用机床的坐标系一致。第二,建模只需要绘制要加工部分的外轮廓和毛坯轮廓,其余的特征线条不必画出。
通过工艺分析我们确定出加工时要使用的车刀,根据加工刀具的实际参数,在CAXA数控车软件的刀具管理系统中进行设置。CAXA数控车提供了轮廓车刀、切槽车刀、钻孔车刀、螺纹车刀四种刀具类型,在不同的选项卡中设定不同的刀具参数,点击增加刀具创建出所有要用的车刀。
刀具设置好之后就可以根据建模图形来生成零件外圆的加工轨迹。由于开粗在手工编程中计算量大,所以这里我仅以开粗为例生成粗加工刀具轨迹。选择轮廓粗车功能。分别设定加工参数、进退刀方式、切削用量和轮廓车刀。这些参数根据生产中的实际数据填写即可。设置好后根据状态栏的提示依次拾取被加工工件表面轮廓和毛坯轮廓,拾取好后再输入起刀点,此时软件将自动生成粗加工轨迹,如图3所示。从图中的刀具运动轨迹可以看出如果单纯的用手工编程工作量很大,而实际生产中我们为了提高生产效率并不建议使用复合循环来进行编程,这就看出自动编程在当今数控加工中的重要性。根据开粗过程同理可以生成外圆轮廓精加工的轨迹。这里注意无论是粗车轨迹还是精车轨迹的生成,在拾取轮廓时最好选择单个拾取,这样可以避免连续选择后出现多选的麻烦。轮廓线在选中后会变成虚线,如果没有变成虚线需要重新拾取。此外软件还提供了螺纹和退刀槽等特征的加工,使用方法和开粗类似,方便在实际加工中使用。
生成了刀位轨迹后就要进行机床设置和后置处理。由于软件默认的数控系统可能和实际加工的机床有差异,而这两者必须统一才能正确完成加工,所以要在软件中定义机床,使其与实际加工的机床系统相一致。最后拾取外圆粗加工轨迹,确定后系统自动生成了零件数控加工代码cut文件。其实CAXA数控车软件自身带有简单的二维仿真功能可以验证数控代码和图形形状的正确性,但是看不出三维实体不易进行空间运动干涉观察分析,故需要独立的仿真软件进行仿真实验。
其实最终生成的代码还不能直接拿来进行生产,因为程序的格式和一些指令并不能通过软件自身简单的后置设置就实现与实际生产的机床系统完全匹配,还需要进行细致的编辑,但是在cut格式和txt格式下编辑程序非常麻烦。这里我们就可以借用CAXA编程助手来对生成的代码文件进行编辑。
CAXA编程助手是CAXA制造工程师中的一个辅助编程模块,主要针对加工中心的程序编辑和检测,但其使用方法和我们平时办公中使用的word文字编辑一样,我们完全可以使用这个软件来编辑我们的车削程序,通过导入cut文件后对其进行插入、删除、替换等一系列操作来完成数控代码的后期编辑工作。
5 数控仿真实验
程序经过最终编辑处理后就可以导入到斐克数控仿真软件中进行模拟加工,在仿真加工中观察加工过程,检查模拟加工数据和干涉情况,以这些数据来分析实际加工情况。仿真软件的界面与实际的机床面板一样,我们只需要像操作机床一样使用软件就可以得到仿真效果辅助加工检验。在确认程序符合加工要求后就可以直接保存程序代码或直接联机传输给机床待加工使用。
通过这样几个简单软件的配合使用大大提高了编程的效率和准确性,对于小成本的生产企业和文化水平一般的编程人员来说是非常方便简单的,不必像从前一样追求使用复杂的高端软件,化简了工作过程,却也收到了很好的效果。其实只要认真发掘很多小的模块组合起来都会成为生产加工中的强有力助手。
参考文献
[关键词]职业学校;数控加工;实习教学;仿真技术
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)46-0225-01
随着数控加工在机械制造业中的广泛应用,数控操作人员的大量培训便成为迫切的问题。在传统的操作培训中,数控编程和操作的有效培训必须在实际机床上进行,这既占用了设备加工时间,又具有风险,培训中的操作失误常会导致昂贵设备的损坏。为此,许多学校想出了多种办法来降低实习消耗,比如高消耗性实习课题不开或尽量少开、或者减少学生实习时间和实习工位,或者在材料的重复利用上做文章。本文从仿真技术应用于实习教学的优势、以及如何把仿真技术引入实习教学进行了探讨。
一、我国仿真技术目前的现状
我国计算机仿真应用开发较早,目前许多职业学校参加数控实习的学生日益增多。由于数控设备精密、昂贵的特点,把数控加工仿真技术引入教学,用于数控机床操作与编程的培训,这样既可以避免因误操作造成数控机床的损坏,又可以使学生在对仿真数控机床操作过程中产生真实感。而且能够让学生们更快地熟悉和了解数控加工的整个过程,并且掌握每种数控机床的基本操作。最重要的是在不影响教学效果的前提下把事故发生率降到了最低。目前适用于实习教学的仿真软件还不是很多,在数控CNC仿真和电气仿真中较为集中,部分正版软件价格昂贵。但可以肯定的是,职业学校实习仿真类软件将具有较大的应用需求和发展空间。
二、应用数控仿真软件教学的必要性
随着全球制造业的不断发展,数控加工应用技术专业从高职院校逐步的推向了中职学校。各中职学校为适应市场需求,大力发展数控技术专业。传统的数控技术教学,理论教学抽象,学生学着没劲,教师教着乏味。而大部分中职学校设备不能满足教学,实习教学需要购置数控设备,这就需要雄厚的资金基础。这种教学方式已很不能适应当今数控专业教学的需求,掌握先进的教学方法、教学手段,教学媒介来提高教学效果就显得尤为重要了。
中职学校学生的底子薄,理论知识较差,而数控技术这门课程具有很强的实践性,要想达到理想的教学和实践效果,就必须探索出一种新的数控加工技术教学模式来达到投入少、见效快、培养适应性强、企业欢迎的学生势存必行。这就应运而生了许多数控仿真软件,而上海宇龙数控仿真软件是其应用比较广泛的一种仿真软件,这使它成为一种辅助中职数控加工技术专业教学的一种选择。
三、在数控实习教学中应用仿真软件的优势
数控加工设备价格昂贵、占地大,而数控仿真系统软件可以在微机平台上运行。解决了实习时学生多机床少的问题,为学校节省了大量设备采购经费。学生可利用此软件进行仿真操作,同样会达到真实设备的教学效果,使学生能几乎体验到实物机床操作的感觉,并且安全系数高。经过多年实践证明,在教学过程中通过动态的仿真操作使教学容易教、轻松学、是学生有一定的收获。教学效果体现如下:真实的CNC机床的控制面板和显示屏可以完全通过系统模拟,操作轻松。在仿真环境中对程序代码的切削轨迹进行安全校验,操作安全。在加工仿真的过程中,学生不但可以看到真实的图形模拟,而且还可以不断反复熟练操作CNC机床的加工过程,操作逼真。利用仿真代替真实机床的实习,在节能降耗的同时获得更佳的教学效果,使用更经济。
仿真实习能创造一个与实际近乎相同的环境。如上海宇龙公司研制的数控机床加工仿真系统,仿真操作面板与机床实际操作面板可以完全相同,仿真操作与实际机床操作在面板控制部分近乎完全一致。它可以实现对数控铣床、加工中心和数控车床的加工零件进行完全仿真,其中包括毛坯属性、刀具和夹具的选用、零件的测量、数控程序的输入、编辑和调试。拥有发那科数控系统、西门子数控系统、华中数控系统、广州数控系统等数控系统,具有多系统及多机床的加工仿真模拟功能,该软件的独创性已经达到了国内外领先水平。通过软件,学生可以从任意角度观察数控机床的加工过程,加工的毛坯变为成品的过程历历在目,仿真过程形象生动。
数控加工仿真软件不会对操作对象如机床、工件及刀具等造成物理损害,不会由于误操作危害到学生的人身安全,更不会造成机床损坏,如撞刀、撞机床等事故。而且仿真加工过程中的灯光颜色、声音、文字信息等报警,完全可以对学生的危险操作进行及时提醒和纠正。学校引入仿真实习,最根本的好处是对原材料、工卡量具、测量设备的节约。数控仿真中,虚拟毛坏替代实际材料,虚拟冷却液替代实际冷却液,极大降低实习消耗,且刀具不会因为进给量过大而损坏。由于数控机床属于机械加工中的高端设备,当然价格不菲,数控机床的加工操作若完全采用真实的设备进行实习,投入大、消耗多,即使是有实力的职业学校和企业都无力承担起这种消耗与投入。如果采用仿真模拟实习,可为学校节约不小的开支和场地。
四、应用数控仿真软件进行教学时存在的问题及解决方法
(一)、存在的问题
数控仿真是借助计算机来运行的一个虚拟的加工场景,运行起来存在诸如走刀路径不明显,切削用量不切实际,对刀精度要求不高,无法检验产品的粗糙度等问题。然而学生在使用数控仿真软件编程加工时,不顾安全生产的要求,如果出现了机床碰撞事故,只需点击鼠标进行复位操作就可以重新开始了。这些正是衡量我们的学生对数控技术掌握程度的标准,它们一旦在实际加工中存在,可能就会出现撞刀、影响加工质量、降低生产效率等问题。
数控仿真系统虽然解决了数控教学中的效率和成本等方面的问题,但它只能作为入门级的培训工具,让学生快速熟悉机床的操作流程,方便编写和验证程序。不能完全取代真实的数控加工实训。所以在利用数控仿真系统进行教学时,实训指导教师一定要正确地引导学生,避免学生走进“仿真”的误区,在编程指令的教学过程中,要让学生对加工的工艺引起高度的重视。
(二)、解决的方法
首先,在进行仿真训练前,先进行机械加工的基本训练,使学生具备操作机床加工的各种方法及切削用量选择的技巧,并且对机械加工操作有较为扎实的基础。其次,教师要经常警告学生数控仿真与实际加工的本质区别,使其对软件仿真有正确的认识,对实际操作加工有足够的重视,按照实际生产的要求来进行仿真教学。再者,既科学又客观地发挥仿真软件在数控教学中的作用,就要要求教师采用科学管理,有效组织数控仿真教学。
五、结语
总之,数控仿真软件在中职教学中发挥着不可替代的作用。随着仿真软件不断发展,其模拟仿真效果将越来越好,但它仍然存在与实际生产的区别。我们在教学中只有科学、合理、有效地利用数控仿真软件,才能起到事半功倍的效果,只有积极发现和解决数控教学中产生的问题,才能使其发挥的作用更强大,才能极大地促进中职数控教学改革的发展。
参考文献:
[1]张超.数控加工仿真系统在中职数控专业课教学中的应用 [J]. 大众科技,2011
[2]陈慧斌.数控加工仿真系统在教学中的应用 [J] .科学大众.2011
【关键词】粉末冶金 模具 仿真技术 加工方法
中图分类号:TD353.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)35-111-01
0引言
粉末冶金是通过制取金属粉末或金属粉末与非金属粉末的混合物作为生产原材料,通过过压制成形、烧结等工艺过程,制造出各种粉末冶金制品的工艺技术。现在,这种工艺已经成为我们在新材料研制领域内的重要工艺技术。在粉末冶金工业中,模具对于在很多工序中都有所应用,并且对于整个生产工艺也具有较大的影响。粉末冶金模具是粉末冶金制品生产的重要工艺装备,粉末冶金模具的质量对粉末冶金制品的质量具有直接的影响。然而,粉末冶金模具的质量主要取决于它的加工过程。因此,对于粉末冶金模具加工方法及仿真技术的研究,对于粉末冶金工业具有重大的意义。
1 粉末冶金模具的加工方法
目前,对于粉末冶金模具的先进加工方法种类很多,其中各种加工方法也是各有特点。现就几种主要的粉末冶金模具加工方法进行介绍,并对各种方法的特点和对粉末冶金模具的影响进行探讨。
1.1 电火花加工方法
电火花加工的方法,是通过在放电瞬间产生剧烈高温。然后,利用这一高温将工件的表面熔化(甚至汽化),从而达到机械加工的目的。这种加工方法在一些难以加工的超硬材料加工中具有明显的优势。
(1)电火花加工方法的特点
电火花加工方法能够有效的填补常规的机械加工方法对于难加工材料的不足,适用于对于强度高、熔点高、硬度高等难加工的材料的加工。另外,由于电火花加工方法直接利用电能与热能进行加工,因此在加工过程中可以实现加工的自动化控制。再者,这种加工方法的精细度很高,对于粉末冶金模具这种加工质量要求较高的产品是一种较为合适的加工方法。不过,这种方法也存在着一定的缺点,那就是利用电火花加工方法加工的粉末冶金模具的表面粗糙度较高,会对粉末冶金工业造成一定的影响。
(2)电火花加工方法在模具加工中的应用
在粉末冶金模具电火花加工中,常是通过使用数控电火花机床来进行加工的。数控电火花机床可以实现粉末冶金模具的精密加工,确保满足粉末冶金模具的质量要求。在粉末冶金模具的尺寸精度、仿形精度和表面质量等方面将发挥重要的作用。
1.2 仿形磨削加工方法
利用仿形磨削加工方法加工粉末冶金模具,即是通过利用专门的平面磨床,通过仿形尺对粉末冶金模具进行仿形磨削。这种粉末冶金模具加工方法的特点是其加工生产的粉末冶金模具的精密度较高,且表面较为光滑、平整,粗糙度较低。这种加工方法的缺点是加工效率较低。
1.3 数控线切割加工方法
数控线切割加工的方法,是通过将金属丝电极安装在一个转动的贮丝筒上,然后分别将被切割工件与金属丝电极接到高频电源的正、负极上,通过计算机技术控制控制电极的移动方向,并通过电火花加工达到自动切割的目的。
数控线切割方法是计算机技术与电火花加工技术的结合,可以发挥电火花加工方法的优点,还可以实现自动切割的目的。其在粉末冶金模具的加工上具有重要的作用。由于这种加工方法对于电极没有特别的要求,并可以对各种硬度和形状的工件进行加工。数控线切割加工的方法,还可以反复的使用电极丝,加工损耗小、精度高等特点,非常适合粉末冶金模具的加工生产。因此,数控线切割加工的方法也是目前在粉末冶金模具加工中最常用的方法之一。
2 粉末冶金模具的数控加工动态仿真
计算机仿真技术在各类科技领域都有广泛的影响,随着计算机仿真技术不断发展成熟,已经可以应用到产品从概念设计到结束使用寿命的整个周期的各个环节中,其中在产品的加工阶段应用更为广泛。在粉末冶金模具的加工过程中,仿真技术的应用将对粉末冶金模具的加工行业,甚至整个粉末冶金工业都具有重要的意义。
在粉末冶金模具的加工过程中,建立一个较为精确的数控加工动态仿真模型,通过模拟整个模具加工过程,从而获得在粉末冶金模具加工过程中所需的几何数据和力学信息,以及加工过程中可能发生的不良影响和可能出现的偏差值。通过数控动态仿真模型,便可以在加工前获得准确的信息,规避可能产生的不良影响,有效的降低了加工失误、偏差等现象发生的可能性。
在粉末冶金模具的加工过程中,利用精确的数控加工动态仿真模型,可以获得准确的数控加工代码,避免加工的错误和偏差;另外,还可以对加工误差值、刀具磨损等进行预测,为保证粉末冶金模具的质量要求和刀具的更换提供重要的参考信息。因此,在粉末冶金模具的制造加工过程中,计算机仿真技术发挥了重要的作用,对于保证模具加工生产的质量和提高模具生产效率都有很大的帮助。
3 结语
粉末冶金模具的加工,对于粉末冶金制品的质量具有很大的影响。目前,对于粉末冶金模具的加工方法仍具有很大的发展空间,计算机仿真技术在粉末冶金模具加工中的应用,也还需要人们不断的进行发展和研究。
参考文献:
由于市场的国际化,全球竞争要求产品的制造过程具有高速度和低成本。产品更新的速度越来越快,市场需求朝着小批量、个性化方向发展。传统的小而全的企业模式己越来越丧失竞争力,各种形式的合作开发、生产和销售方式应用而生。因此,异地设计、异地编程、异地加工越来越被众多企业采用,虚拟制造技术也应运而生。虚拟制造是应用计算机技术,对产品的设计、加工、装备等工序统一建模,形成虚拟的生产过程,从而产生了虚拟产品、虚拟企业。虚拟制造技术使厂家可以在不同的城市甚至不同的国家通过互联网进行设计、加工,共享同一产品模型,从而大大提高效率,降低成本。虚拟制造技术实际上是一种软技术,其中,产品建摸、数据共享和加工仿真是虚拟制造技术的基础。
目前进行的机械加工过程仿真,主要存在以下两种情况。一种是从研究金属切削的角度出发,仿真某具体切削过程内部各因素的变化过程,即研究其切削机理,供生产设计和研究应用。另一种是将加工过程仿真作为系统的一部分,重点在于构造完整的虚拟制造系统。但这两种方式的仿真方法是相同的,即对机械加工工艺系统建立连续变化的模型,然后用数学离散方法将连续模型离散为断续点,通过分析这些离散点的物理因素变化情况来仿真加工过程。
由于机械加工过程仿真还处于起步阶段,目前存在以下几方面的问题:仿真的加工形式少,研究范围窄。在切削加工众多的种类与形式中,目前的仿真加工主要集中于车削、铣削和磨削等。同时这些加工方法的仿真也局限在很窄的范围内。如铣削仿真多是仿真立铣刀和端铣刀,而这种仿真系统对其他种类的铣刀就无能为力。一方面是因为铣削加工种类繁多,存在着铣平面、铣外圆、铣外形、铣型腔等多种铣削形式;另一方面是铣削加工理论复杂,不同的加工方法、刀具形状的加工模型有较大的差别。目前的仿真系统大多数只能进行几何仿真,即刀位轨迹仿真、工件与刀具的干涉检验等,有人称之为NC校验。
物理仿真考虑理想状态,与实际有较大差距。在目前的仿真系统中预先设定了大量的假设因素,如设定工艺系统刚性满足要求、无振动、加工材料结构统一、无硬点等缺陷,刀具无磨损,切削要素不发生变化等。这种假定的理想状态不能将切削过程中随即干扰如工件硬点造成的材质变化、振动造成的切深变化等因素考虑进去,使仿真系统不能真实的反映实际切削过程。
仿真手段限制仿真系统的发展。仿真技术的发展与计算机技术紧密相连。过去由于计算机软、硬件的限制,造成仿真时间长,编码工作量大,程序可读性、维护性差等,这些都为仿真工作带来许多困难。目前应用C++语言及面向对象的方法开发仿真系统己成为发展潮流。以上问题己引起研究人员的重视,今后的仿真制造系统将朝着快速运行、面向多种加工方式,更加符合实际状况的方向发展。数控系统的软件开发分为两部分:数控处理程序和用户界面程序。数控处理程序具有自动加工管理、手动编辑、MD工、加工仿真和系统参数设置等功能。整个软件的开发包括以下几个主要步骤:建立上位机(PC)与下位机((PMAC)之间的通讯,软件功能设计和功能模块的划分,用户界面的设计,各个功能模块的设计编码与调试,整个应用软件的集成、调试与运行等。
设计友好的用户界面是实现机床工业运行不可忽视的重要因素。由于操作者己习惯传统数控机床操作面板及相关术语和指令系统,故基于方便终端用户使用的考虑,在开发机床数控系统用户界面时,必须将其在工作原理方面的特点隐藏在系统内部,而使提供给用户或需要用户处理的信息尽可能与传统机床一致。开放式控制系统的出现使我们可以随心所欲地设计出具有自我特色、能完成特定功能的操作方便、交互容易的系统软件界面。在数控处理程序的软件开发中采用了模块化的设计方法,而开发该软件选用的开发平台Visual C++是典型的面向对象编程工具,把较大的功能模块以对象的形式处理不仅体现了模块化设计的思想同时也大大发挥了Visual C++的长处。例如自动加工模块是一个功能较多、代码量较大的模块,这时候我们就可以把它的绝大部分实现代码封装在自动加工类中,只提供必要的接口函数给外部调用便可。
由于计算机技术的不断改进和计算机图形学的飞速发展,计算机仿真技术在制造系统中得到了广泛的应用。如果采用仿真加工来代替或减少实际中的试切工作,将对数控加工具有十分重要的作用。另外,对于多功能加工机床,运动轴数众多,对于操作者来说,从熟悉到熟练操作该机床需要花费大量的时间和金钱。因此开发一种低成本、高效的数控加工仿真软件势在必行。
仿真就是模型实验。运动学仿真的目的是通过考察各部件的相对运动状态,检验部件之间是否发生干涉,以及校核数控加工程序是否正确。此外,还可以考察和评价系统的速变和加速度特性等。在如今数控加工仿真技术的应用越来越广泛,数控加工仿真的优点突出表现在以下方面:
(1)它缩短了企业的生产周期,提高了生产效率,降低了生产成本(减少了试切材料的损耗,延长了机床和刀具寿命)。
(2)它及时提供了错误信息的反馈,有效预测了数控加工程序和切削过程的可靠性和高效
(3)它可以仿真模拟加工现场,对各样情况进行综合的分析,避免意外情况的发生。
目前从切削环境模型的特点来划分数控加工仿真系统,按照是否有物理因素介入仿真系统分为几何仿真与物理仿真两个方面:
(1)几何仿真:侧重切削刀具与工件几何体的运动仿真,用来验证数控程序的正确性,而不考虑切削力、切削参数及其它一些物理因素的影响。几何仿真能够减少或者避免因加工程序出错而导致的机床夹具损坏、加工零件报废等情况发生;同时也缩短了产品从设计到制造的时间,节省了企业生产成本。力学仿真指的是借助于切削仿真过程的力学动态特性对刀具振动、控制切削参数、刀具破损来预测,目的是优化切削过程,切削过程的力学仿真,它属于物理仿真范畴。
(2)物理仿真:侧重如何提取切削层的几何参数,进而用于优化切削力参数与加工参数的计算,主要指的是加工过程的物理性质。在物理仿真中,我们首先应该构建出来切削力的仿真模型,以此为基础进行仿真切削加工,从而可以得到切削加工过程中刀具、夹具及工件三者之间的力学性能,换句话说物理仿真其实在几何仿真基础上的功能扩大与完善。在物理仿真中通过仿真切削的工作过程的动态力学特性可用于预测刀具的磨损和破损,夹具的振动,控制工作切削参数,从而达到优化切削过程的目的,有益于提高加工质量和效率。
运动功能设计是机床总体方案设计的一项重要内容,其目的是确定机床的运动自由度的性质(直线运动或回转运动)、数目(运动自由度数)、排列形式和顺序等,与所要加工的工件表面创成密切相关。运动功能方案的优劣将直接影响着机床的总体结构布局,是总体方案设计中的关键环节。
数控机床运动功能的创成式设计方法,突破了传统的依靠设计者经验或类比法确定机床的运动功能方案,可以为机床运动功能的创新设计,产品创新设计提供理论依据,本文作者依据数控车床加工方法、工件形状及刀具类型特点,建立了数控车床运动功能的创成方法。
机床的运动是由刀具和工件两端来完成的,也就是说,运动功能方案中的所有运动单元需要分配给刀具和工件两侧,某些运动单元可能还需要由刀具和工件共同完成,这就所谓的运动功能分配。当然,分配需要遵循一定的原则,如要简化机床的传动和结构、利于提高机床刚度、缩小占地面积、提高加工精度等。
数控铣床的零件都相对比较复杂,要完成这些零件的加工,根据上面叙述的,通过分析,属于车削加工的部分至少需要4个自由度,例如,沿Z轴移动、沿X轴移动及两个转动;要完成属于铣削加工的部分,根据第三章所叙述的,通过分析也至少需要4个自由度,例如,沿Z轴移动、沿Y轴移动及两个转动(分析过程从略)。因此,通过对车削、铣削的综合可知,要完成所有的零件的加工任务,至少需要5个自由度(未包含车削主运动),例如,选择沿X轴移动、沿Y轴移动、沿Z轴移动及绕X轴转动和绕Z轴转动为基本运动功能方案。通过对该方案进行检查,可以证明该方案是可以完成上面所罗列的典型零件的全部加工要求的。
一般来说,五轴五联动的机床就能进行各种复杂形状零件的加工,但有时为了适应特殊形状加工需要,或者为了适应新型加工方法的需要,或者为了提高加工效率,需要有六轴六联动的机床。因此,本文在前面设计的基础上,又研究设计了一种具有3个回转运动和3个直线运动的六轴六联动车铣复合数控。模块化设计就是以功能分析为基础,在某一基础产品的基础上将同一功能特性的模块互相选用或加上不同功能特性的模块及分模块,用以更好地满足用户需要的一种变型设计方法。
机构的位置分析是求解机构的输入与输出构件之间的位置关系,这是机构运动分析的基本的任务,也是机构速度、加速度、受力分析、误差分析、工作空间分析、动力分析和机构综合等的基础。由于并联机构结构复杂,对并联机构进行位置分析要比单环空间机构的位置分析复杂得多。并联机构在运动过程中其支撑腿之间及支撑腿与两个平台之间是相互牵制的,也就是说在运动到某些位置时可能会出现干涉,即所谓的“卡住”现象。出现干涉的情况概括起来有以下三种:
1.任意一条支撑腿与两平台中任意一个平台的相对摆角大于支撑腿与平台铰接处转动副、虎克铰或球铰所允许的最大摆角。
2.两条支撑腿之间可能相互干涉。