基于UG的數控實驗教學研究
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作者: 邢曉紅
[摘要]針對我校培養“應用型人才”的目標,結合鷗鵬OpenNC教學與實訓平臺軟件,研究基于UG的數控實驗教學的具體內容,旨在使學生掌握UG的建模、UG的數控加工及UG的二次開發等技術,并通過OpenNC平臺對實例進行驗證。
[關鍵詞]UG數控實驗教學研究
中圖分類號:G642.0文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1120184-01
一、UG在CAD/CAM實驗教學中的意義
Unigraphics(簡稱UG)是世界著名的CAD/CAE/CAM機械一體化軟件,具有強大的實體造型、裝配、工程圖生成和數控加工等功能,現在已廣泛應用于航天航空、汽車、機械及模具等各個領域[1]。UG的CAD/CAM模塊,極大地提高了產品的設計、制造能力。它將零件加工的幾何造型、刀位計算、圖形顯示和后置處理等作業過程式結合在一起,有效地解決了編程的數據來源,圖形顯示,走刀模擬和交互修改問題,彌補了數控語言編程的不足;編程過程是在計算機上直接面向零件的幾何圖形交互進行,不需要用戶編制零件加工源程序,用戶界面友好,使用簡便,直觀,準確,便于檢查;有利于實現系統的集成,不僅能夠實現產品設計(CAD)與數控加工編程(NCP)的集成,還便于與工藝過程設計(CAPP),刀具量具設計等其它生產過程的集成.從而大大提高實際加工的效率,進而縮短生產周期,提高企業的競爭力[2]。
二、鷗鵬OpenNC教學與實訓平臺軟件介紹
鷗鵬OpenNC教學與實訓平臺軟件是鷗鵬數控原理與數控技術綜合創新實驗室的核心軟件,它是基于PC平臺和開放式運動控制器開發的運動控制系統軟件,具有PC開放結構、模塊化、組件化的特點,只需少許調整和修改可以適應于各種主流地工業用運動控制器,組成各種既可面向工程實訓和教學的系統軟件平臺,又可面向各種工業應用的專用運動控制系統。軟件各種模塊可根據客戶的需要實行源代碼的開放,實驗環節功能和專用運動控制系統功能可根據需要完全由用戶自己設計,而不是僅能由公司開發人員定義。所以,該軟件一經推出,便受到廣大高校用戶的喜愛。
三、基于UG的數控實驗教學內容
(一)基于UG快速建模的實驗內容
UG采用基于約束的特征建模和實體建模無縫的結合成一體的復合建模技術,并具有曲面模型編輯的功能,能充分滿足不同用戶在開發新型產品過程中的不同需求[3]。通過對UG的應用,了解主菜單與圖標的運用;三維幾何建模造型系統(或模塊)的構成與主要功能;幾何建模的具體操作過程。通過以上學習,可以提高學生對UG軟件的操作能力,鞏固理論教學部分的教學內容,為進一步學習UG打下基礎。
實驗內容:
1.通過實例了解三維實體造型原理、方法和一般步驟。
2.通過實例了解曲面造型方法和一般步驟。
3.了解參數化技術的一般原理和方法,通過實例了解草圖設計功能與一般的操作步驟。
4.通過對特征造型系統(模塊)的應用,了解特征建模的一般原理、方法和步驟。
(二)基于UG數控加工的實驗內容
UG的CAM模塊提供了關于工藝文件的配置,比如選擇切削的類型,選擇切削的走刀路線、設置刀具直徑、切削速度、切削深度、切削寬度,該模塊內置的工藝數據庫會計算出加工所需的其他參數。UG的加工仿真功能可以交互式地模擬演示材料按數控刀軌數據被去除的過程,是一種花費少、效率高、不用機床而進行NC加工實驗的方法[4]。進入加工模塊,設置好刀具及加工路徑后,利用UG軟件提供的零件加工模擬功能,觀察切削加工的過程,檢測工藝參數的設置是否合理,零件在數控實際加工中是否存在干涉,設備的運行動作是否正確等,對加工前應完成的加工操作進行驗證。
實驗內容:
1.通過加工實例,掌握加工參數的設置。包括刀具材料的選擇、加工方式的選擇以及切削參數的選擇等。
2.通過對加工過程的仿真模擬,觀察有無干涉現象和過切區域,并找出解決方法。
3. 了解輸出刀具軌跡文件的類型及含義。
(三)基于UG二次開發的實驗內容
UG/Open是UGS公司提供的一種開放的架構體系,其宗旨是使得在不同區域、使用不同計算機平臺的企業員工可以共享信息,快速響應市場的變化,在設計、開發、制造機械產品時更有效地發揮團隊作用[5]。UG/OPen主要由UG/Open API、UG/0pen GRIP、UG/Open MenuScript和UG/Open UIStyler 4部分組成。UG/Open API(User Function常簡寫為“UFUN”)是一個允許程序訪問并且修改UG對象模型的程序集。UG/Open API封裝了2000個左右的UG操作函數,可以方便的對UG的圖形終端、文件管理系統和數據進行操作,絕大多數UG操作都可用UG/Open API函數實現,是UG應用二次開發的重要工具[6]。
實驗內容:
1.了解UG/Open API函數的含義、功能及應用。
2.對給定實例,利用UG/Open API開發UG用戶化系統。
四、結論
通過對基于UG數控實驗的教學研究,明確了本門實驗課的教學內容及教學目標;使學生更加熟練應用UG軟件,掌握利用UG軟件從產品造型到加工制造等一系列過程;通過實驗平臺的仿真模擬,便于學生發現解決實際設計、加工中可能存在的問題。UG軟件的應用特別廣泛,通過本門課的學習后,學生在課程設計、畢業設計及今后的工作中,都能得心應手。
參考文獻:
[1]凌萃祥編,CAD/CAM實訓指導-UG軟件應用實例[M].高等教育出版社,2004.7.
[2]羅珊,基于UG的數控加工的研究與應用[J].湖南農機,2008,(9):13-15.
[3]秦春節、孫小權,UGII在CAD/CAM技術課程實驗教學中的應用[J].實驗室研究與探索,2005,24(9):56-57.
[4]潘春榮、羅慶生,基于UG軟件CAD/CAM功能的應用研究[J].機械設計與制造,2005,(1):18-19.
[5]尹顯東、劉春燕、崔樹禮等,UG的二次開發及其應用技術研究[J].機械,2002,(Z1):32-34.
[6]王明強、王寧生,UG二次開發中建庫接口技術研究[J].現代制造工程,2004,(1):42-44.
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