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基于UG的数控弯管自动编程与工艺仿真结论与展望

结论

随着金属弯管应用范围越来越广,要求越来越高,数控弯管加工工艺仿真对管道的设计加工,弯管质量,加工成本等有着决定性的影响。基于UG的数控弯管自动编程与工艺仿真,针对现有数控弯管加工中的不足,釆用UG/Open API 技术,建立弯管的数学模型,结合三维弯管中心线控制点与连接点空间绝对坐标与加工坐标的转换算法,实现/三维管道数控全自动弯管机自动编程与工艺仿真。

(1)  深入研究了金属管道的弯管加工种类及其关键技术,详细对比了传统弯管加工与数控弯管加工的工艺特点,针对目前数控弯管加工过程中的不足,以数控弯管加工的基本原理为基础,确立了更加合理的数控弯管加工工艺过程。

(2)  深入开展了数控弯管自动编程与工艺仿真基础理论研究。分别采用弯管中心线控制点坐标、连接点坐标和加工坐标对弯管的空间几何信息进行数学描述,以此为基础推导了面向数控弯管的控制点坐标向加工坐标转换的数学表达式。

(3)  考虑金属弯管的弹性力学特性,针对数控弯管工艺仿真中三维管道的弹性变形预测与回弹补偿问题,设计面向弯管半径、弯曲角度以及弯管下料长度的加工坐标补偿方法。

(4)  针对数控弯管编程需人工计算输入几何参数的问题,釆用基于UG环 境的OPEN API 二次开发技术,以弯管空间几何信息的数学描述方法为基础,实现了任意弯管三维CAD模型的几何信息自动提取。结合数控弯管加工指令, 实现了基于UG环境的弯管集成化数控编程。

(5)  针对数控弯管干涉检测问题,设计了一种基于三维弯管线面相交的弯管碰撞干涉快速检测算法。针对数控弯管动态仿真需要,采用插入屮心线临时控 制点以及控制点处的加权因子的方式,建立/一种用于描述弯管中心线动态变化的贝塞尔曲线方程。

(6)  利用UG几何建模和运动仿真功能,建立了数控全自动弯管机的三维模型与弯管机构的运动学模型。采用参数化设计方法,实现了基于UG环境的数控弯管过程的参数化造型与动态仿真。在以上工作的基础上,开发完成基于UG环境的数控弯管自动编程与工艺仿真系统,实现了基于三维弯管的集成化设汁与制造。

展望

基于UG的数控弯管自动编程与工艺仿真系统完成了三维导管模型的参数化设计和弯管参数信息的采集,同时实现了UG环境下的自动编程和仿真。但是由于研究时间和经历所限,依然存有一些技术问题没能进行深入地研究。为了能使数控弯管自动编程与工艺仿真系统具备更高的可靠性、时效性和更加友好的人机交互功能,还可以对一下各方面作进一步的研究规划:

1、在弯管加工过程中,在塑性变形后的卸载过程中产生的回弹问题,在本系统中没能很好地解决。为了更好地解决弯管工艺中的回弹问题,需要以回 弹产生的原因作为理论依据,深入分析弯管的弯曲过程,从而建立出较为完整的数学模型以及力学模型正确计算得出回弹问题导致的角度误差,然后准确无误地进行角度补偿。

2、数控弯管自动编程与工艺仿真系统虽然在-定程度上实现了对弯管进行加工仿真的通用性,然而随着现代科学技术水平的提高,对于一些新型的更为复杂的三维管道的加工仿真会存有一定的局限性。所以,对弯管加弯动作的改进, 提高该系统对管道加工的自适应能力上还需要作进一步的设计研宄。

3、数控弯管自动编程与工艺仿真系统利用VOH编程,将UG软件的三维建模、装配模块与UG OpenAPI 二次开发技术结合起来,实现对三维弯管的从参数化设计到三维建模、工艺仿真等完美契合。但是同国外同类型的弯管机产品相比较,其工艺加工效率相对较低,要求进一步的改进和补充系统的控制部分。

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