基于UG的数控实验教学研究

[摘要]针对我校培养“应用型人才”的目标,结合鸥鹏OpenNC教学与实训平台软件,研究基于UG的数控实验教学的具体内容,旨在使学生掌握UG的建模、UG的数控加工及UG的二次开发等技术,并通过OpenNC平台对实例进行验证。

[关键词]UG数控实验教学研究

中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1120184-01

一、UG在CAD/CAM实验教学中的意义

Unigraphics(简称UG)是世界著名的CAD/CAE/CAM机械一体化软件,具有强大的实体造型、装配、工程图生成和数控加工等功能,现在已广泛应用于航天航空、汽车、机械及模具等各个领域[1]。UG的CAD/CAM模块,极大地提高了产品的设计、制造能力。它将零件加工的几何造型、刀位计算、图形显示和后置处理等作业过程式结合在一起,有效地解决了编程的数据来源,图形显示,走刀模拟和交互修改问题,弥补了数控语言编程的不足;编程过程是在计算机上直接面向零件的几何图形交互进行,不需要用户编制零件加工源程序,用户界面友好,使用简便,直观,准确,便于检查;有利于实现系统的集成,不仅能够实现产品设计(CAD)与数控加工编程(NCP)的集成,还便于与工艺过程设计(CAPP),刀具量具设计等其它生产过程的集成.从而大大提高实际加工的效率,进而缩短生产周期,提高企业的竞争力[2]。

二、鸥鹏OpenNC教学与实训平台软件介绍

鸥鹏OpenNC教学与实训平台软件是鸥鹏数控原理与数控技术综合创新实验室的核心软件,它是基于PC平台和开放式运动控制器开发的运动控制系统软件,具有PC开放结构、模块化、组件化的特点,只需少许调整和修改可以适应于各种主流地工业用运动控制器,组成各种既可面向工程实训和教学的系统软件平台,又可面向各种工业应用的专用运动控制系统。软件各种模块可根据客户的需要实行源代码的开放,实验环节功能和专用运动控制系统功能可根据需要完全由用户自己设计,而不是仅能由公司开发人员定义。所以,该软件一经推出,便受到广大高校用户的喜爱。

三、基于UG的数控实验教学内容

(一)基于UG快速建模的实验内容

UG采用基于约束的特征建模和实体建模无缝的结合成一体的复合建模技术,并具有曲面模型编辑的功能,能充分满足不同用户在开发新型产品过程中的不同需求[3]。通过对UG的应用,了解主菜单与图标的运用;三维几何建模造型系统(或模块)的构成与主要功能;几何建模的具体操作过程。通过以上学习,可以提高学生对UG软件的操作能力,巩固理论教学部分的教学内容,为进一步学习UG打下基础。

实验内容:

1.通过实例了解三维实体造型原理、方法和一般步骤。

2.通过实例了解曲面造型方法和一般步骤。

3.了解参数化技术的一般原理和方法,通过实例了解草图设计功能与一般的操作步骤。

4.通过对特征造型系统(模块)的应用,了解特征建模的一般原理、方法和步骤。

(二)基于UG数控加工的实验内容

UG的CAM模块提供了关于工艺文件的配置,比如选择切削的类型,选择切削的走刀路线、设置刀具直径、切削速度、切削深度、切削宽度,该模块内置的工艺数据库会计算出加工所需的其他参数。UG的加工仿真功能可以交互式地模拟演示材料按数控刀轨数据被去除的过程,是一种花费少、效率高、不用机床而进行NC加工实验的方法[4]。进入加工模块,设置好刀具及加工路径后,利用UG软件提供的零件加工模拟功能,观察切削加工的过程,检测工艺参数的设置是否合理,零件在数控实际加工中是否存在干涉,设备的运行动作是否正确等,对加工前应完成的加工操作进行验证。

实验内容:

1.通过加工实例,掌握加工参数的设置。包括刀具材料的选择、加工方式的选择以及切削参数的选择等。

2.通过对加工过程的仿真模拟,观察有无干涉现象和过切区域,并找出解决方法。

3. 了解输出刀具轨迹文件的类型及含义。

(三)基于UG二次开发的实验内容

UG/Open是UGS公司提供的一种开放的架构体系,其宗旨是使得在不同区域、使用不同计算机平台的企业员工可以共享信息,快速响应市场的变化,在设计、开发、制造机械产品时更有效地发挥团队作用[5]。UG/OPen主要由UG/Open API、UG/0pen GRIP、UG/Open MenuScript和UG/Open UIStyler 4部分组成。UG/Open API(User Function常简写为“UFUN”)是一个允许程序访问并且修改UG对象模型的程序集。UG/Open API封装了2000个左右的UG操作函数,可以方便的对UG的图形终端、文件管理系统和数据进行操作,绝大多数UG操作都可用UG/Open API函数实现,是UG应用二次开发的重要工具[6]。

实验内容:

1.了解UG/Open API函数的含义、功能及应用。

2.对给定实例,利用UG/Open API开发UG用户化系统。

四、结论

通过对基于UG数控实验的教学研究,明确了本门实验课的教学内容及教学目标;使学生更加熟练应用UG软件,掌握利用UG软件从产品造型到加工制造等一系列过程;通过实验平台的仿真模拟,便于学生发现解决实际设计、加工中可能存在的问题。UG软件的应用特别广泛,通过本门课的学习后,学生在课程设计、毕业设计及今后的工作中,都能得心应手。

参考文献:

[1]凌萃祥编,CAD/CAM实训指导-UG软件应用实例[M].高等教育出版社,2004.7.

[2]罗珊,基于UG的数控加工的研究与应用[J].湖南农机,2008,(9):13-15.

[3]秦春节、孙小权,UGII在CAD/CAM技术课程实验教学中的应用[J].实验室研究与探索,2005,24(9):56-57.

[4]潘春荣、罗庆生,基于UG软件CAD/CAM功能的应用研究[J].机械设计与制造,2005,(1):18-19.

[5]尹显东、刘春燕、崔树礼等,UG的二次开发及其应用技术研究[J].机械,2002,(Z1):32-34.

[6]王明强、王宁生,UG二次开发中建库接口技术研究[J].现代制造工程,2004,(1):42-44.