一种基于G代码的数学建模方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于G代码的数学建模方法及应用，所述数学建模方法其实际是将数控加工的G代码导入到预置的软件中，利用G代码生成刀轨，刀具沿着刀轨对毛坯进行扫略切除，从而形成与实际加工过程一致的三维工序中间模型；该三维工序中间模型是基于数学布尔求差运算建立的三维数学实体模型，同一G代码用于参数化建模，也用于机床生产加工，利用数据同源，确保模型的统一性、唯一性和完整性。采用本发明专利技术所述方法及应用，利用现有的加工编程软件，在3D环境下，利用G代码建模，通过快速创建中间模型，解决三维数字化设计制造的瓶颈，为工艺平台数据化和智能化提供技术支撑，能够提高工艺的编制质量和效率，其通用性好，适合推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于G代码的数学建模方法及应用
本专利技术涉及的是三维数字化设计制造
，具体地说是一种基于G代码的数学建模方法及应用。
技术介绍
目前，工艺成为制约机械制造发展的瓶颈，如何实现工艺数字化和智能化成为机械制造领域的全球性问题。随着现代科技的进步，尤其是以计算机为核心的数控技术的发展，使得产品的研发和加工自动化程度越来越高，但是工艺仍主要依靠技术员的经验和智慧，如何提高工艺数字化和智能化成为了机械制造的重中之重。机械加工工艺是指利用传统机械加工的方法，按照图纸的图样和尺寸，使毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质成为合格零件的全过程，由于机械零件结构比较复杂，不能一步就加工完成，一般需要根据零件的结构特征，设计几个逐渐接近的中间图形，并根据这些中间模型逐步加工出合格零件。如图1所示，为传统的机械加工工艺，将工艺和数控分开，而工艺主要是由技术人员编制，由于技术人员编制所形成的工艺规程，它是规定零件机械加工工艺过程和操作方法，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。用于机械加工的工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于G代码的数学建模方法，其特征在于：所述数学建模方法是将数控加工的G代码导入到预置的软件中，利用G代码生成刀轨，刀具沿着刀轨对毛坯进行扫略切除，从而形成与实际加工过程一致的三维工序中间模型，以便区别于现有的刀轨仿真软件，该三维工序中间模型是基于数学布尔求差运算建立的三维数学实体模型，可以进行真实尺寸测量、尺寸标注、特征修改以及生成二维工程图；同一G代码用于参数化建模，也用于机床生产加工，利用数据同源，确保模型的统一性、唯一性和完整性，利用G代码建模快速创建中间工序模型的过程主要包括以下步骤：/n(1)根据产品结构、设备条件和工人素质等情况，初步拟定机械加工工艺过程，并利用cam软件，...

【技术特征摘要】
1.一种基于G代码的数学建模方法，其特征在于：所述数学建模方法是将数控加工的G代码导入到预置的软件中，利用G代码生成刀轨，刀具沿着刀轨对毛坯进行扫略切除，从而形成与实际加工过程一致的三维工序中间模型，以便区别于现有的刀轨仿真软件，该三维工序中间模型是基于数学布尔求差运算建立的三维数学实体模型，可以进行真实尺寸测量、尺寸标注、特征修改以及生成二维工程图；同一G代码用于参数化建模，也用于机床生产加工，利用数据同源，确保模型的统一性、唯一性和完整性，利用G代码建模快速创建中间工序模型的过程主要包括以下步骤：
(1)根据产品结构、设备条件和工人素质等情况，初步拟定机械加工工艺过程，并利用cam软件，同时根据实际加工过程顺序对产品进行数控编程，工艺仿真验证，确认工艺方案可行后，利用后处理生成各个工序G代码；
(2)利用G代码作为参数，导入预置的G代码建模软件，系统根据G代码自动形成空间曲线即为刀轨。
(3)刀具沿着刀轨对毛坯进行扫略切除，刀具和毛坯做布尔求差运算生成中间工序模型，按照实际加工顺序逆向逐步形成零件模型，保留某一特定工步的模型即为中间工序模型；
(4)对生成的模型进行标注，包括尺寸、相对位置和性质，以及工装夹具、量具、检具、刀具等工序内容生成工艺文件，形成作业指导书；
(5)根据工艺文件，指导操作人员在机床上进行装夹及对刀操作工序，机床通过指令代码与智能识别能力，在实际加工环境中，完成对待加工产品从工件毛坯到产品全自动加工与运输操作，并利用工艺文件所形成的作业指导书对加工产品检验。


2.根据权利要求1所述的一种基于G代码的数学建模方法，其特征在于：所述利用G代码建模快速创建中间工序模型的过程具体包括以下步骤：
(1)初步制定加工工艺路线：根据产品结构、数量、设备条件和工人素质等情况初步分析产品加工工艺，确定工艺路线；具体的工艺路线可分为车削、铣削，或者也可细分为粗车削、精车削、粗铣削和细铣削等工序；
(2)数控编程：按照加工工艺路线，使用cam软件，常用的cam软件包括有Mastercam、ug、proe或者hypermill等软件进行数控编程，此过程主要包括刀具参数选用、毛坯参数确定及工艺参数确定等；
(3)工艺路线仿真验证：利用cam软件进行单道工序和整个工艺路线，即所有工序进行仿真模拟验证，并利用工艺仿真模拟进行审核、校对及会签等工序；
(4)按工序生成G代码：根据机床型号，选择cam软件中的后处理，自动生成两份G代码并储存，一份用于机床生产加工，一份用于参数化建模；
(5)导入G代码建模软件：G代码作为建模参数导入预置的G代码建模软件，系统自动生成刀轨，并根据步骤（2）中确定的刀具参数及毛坯参数进行系统设定；
(6)刀具与毛坯做布尔差运算:刀具沿着刀轨对毛坯进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜志斌，朱煜，卢世宁，李爱萍，龙冲，
申请(专利权)人：贵州航天精工制造有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52