【CAD机械辅助构图数控加工编程基础】
CAD(Computer-Aided Design)机械辅助构图是利用计算机技术进行产品设计和绘图的一种方法。在数控加工编程中,CAD系统扮演着至关重要的角色,它能生成精确的产品数字模型,为后续的CAM(Computer-Aided Manufacturing)系统提供必要的数据。
6.1.1 CAM系统的发展过程始于20世纪50年代的数控机床研究。最初,编程是通过手工穿孔纸带来实现的,使用的是简单的数控码(NC Code),包含二维坐标系统的控制指令及主轴转速和进给速度。随着技术进步,出现了APT语言和后置处理器,简化了二维和三维的刀具轨迹计算。70年代,CAD/CAM集成系统出现,允许用户更直观地检查和修改刀具轨迹。
6.1.2 CAM系统的基本组成部分包括了CAD/CAM系统独立运行、与单个或多个数控机床的连接(DNC,Direct Numerical Control)以及通过控制系统网络的连接。根据用途,CAM系统可以分为不同的类别,如二维切削、三维曲面加工、电火花加工、线切割加工、板金加工以及等离子和激光加工。此外,还有按刀具运动方式分类的点到点加工、线加工和曲面加工。
CAM系统还具备辅助功能,如设定加工参考坐标系、刀具轨迹变换、编辑、库文件管理、后置处理和宏定义。刀具轨迹的修改通常有两种方式,一是图形上的直接修改,二是通过CISF文件进行文本编辑。
6.2.1 SIEMENS系统是常见的数控系统之一,例如SINUMERIK 802D,其PCU单元集成了CNC、PLC、人机界面和通讯功能。该系统能控制四个进给轴和一个主轴,利用PROFIBUS总线连接驱动器和输入输出模块。SIMODRIVE 611Ue驱动装置提供全数字化动力,而SINUMERIK 802D内置的PLC系统则负责逻辑控制,采用Micro/WIN编程语言进行设计,提供便利的调试工具和标准库,有助于缩短设计周期。
CAD/CAM系统的应用极大地提高了制造业的效率和精度,尤其对于复杂、高精度和小批量产品,通过虚拟设计和制造,能够减少准备时间,提高产品质量。SIEMENS等先进的数控系统则进一步提升了自动化水平,使加工过程更加智能化和灵活化。