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針對模具上字碼標識的經常更新的狀況及NC編程的諸多要求，選用容CAD/CAM/CAE/PLM為一體的三維參數化UG4.0軟件是進行NC編程的必然首選。以字碼標識為例，通過對其工藝分析、三維建模、后續的數控加工以及其它軟件的比較，證明了UG4.0在制造業的廣泛應用。UG4.0在很大程度上減輕了工程師們在程序上的計算量，同時也減輕了機床操作者的工作量和提高了生產效率，為企業贏得了成本和時間。

   1、前言
 
    UG軟件是集 CAD/CAM/CAE/PLM一體化的三維參數化軟件，提供了一個基于過程的產品設計環境，使產品開發從設計到加工真正實現了數據的無縫集成，從而優化了企業的產品設計與制造。該軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產生工程圖等設計功能；而且，在設計過程中可進行有限元分析、機構運動分析、動力學分析和仿真模擬，提高設計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數控代碼，用于產品的加工，其后處理程序支持多種類型數控機床。另外它所提供的二次開發語言UG/OPen GRIP，UG/open API 簡單易學，實現功能多，便于用戶開發專用CAD系統。廣泛應用于航空、航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業領域。
 
    2、字碼標識的NC編程要求及加工工藝的分析：
 
    2.1公司生產的產品為鍛件，由于客戶產品可追溯性要求，在產品表面需要生產批號標識：
 
    (1) 606RA123： 606代表2006年6月生產，R代表右件，A代表6月份第一批，123代表材料爐號；
    (2) 字體為Windows系統自帶的Arial，字體高度為6mm；
 
    (3) 在鍛件產品上為凸字，鋼質模具上為凹字，即標識的石墨電極為凸字；
 
    (4) 因生產批號更改頻繁，CAD中文本批號最好參數化（更改文本批號后，重新生成刀軌即可）；
 
    (5) 由于產品種類比較多，字碼有平面、斜面、曲面等不同情況（曲面加工相比其它較為復雜，所以能解決曲面加工，其它問題就迎刃而解）。字碼深度也不近相同（在編程時不要考慮刻字的深度！加工時由操機者根據不同產品不同的字碼深度手動即可）；
 
    2.2針對上述編程要求并結合公司實際情況，以曲面加工為例初步制定其加工工藝：
 
    (1)考慮加工對象為石墨電極，選用5mm的球刀銑曲面（電極塊首次加工必需的步驟，加工效率高，不易斷刀）；參見圖8
 
    (2)因字體高度為6mm，選用刀具直徑為0.8mm的刻字刀加工;

    3、各類軟件的編程比較及其選用：
 
    市場上集CAD /CAM一體化的各類軟件可謂是層出不窮、百花齊放。諸如：CATIA、UG、 Pro/E、MASTERCAM、SURFCAM等等，針對目前市場上應用普遍比較多的軟件MASTERCAM、SURFCAM 、UG、 Pro/E四類常用軟件對字碼標識編程做初步比較：
 
    3.1 MASTERCAM X：
 
    美國CNC SoftWare INC 公司出品的CAD /CAM軟件，尤其以其強大的加工功能聞名于世，加工操作界面通俗易懂，編程加工效率顯著。但針對此模具字碼標識編程而言，編程操作靈活，易學易用，標識文本是非參數化，批號即時更新不易，導致編程效率不高。參見圖1、圖 2

  圖2 MASTERCAM斜面標識仿真加工

    3.2 SURFCAM：

    早期的CAM軟件，加工操作界面通俗易懂，編程加工效率顯著。但針對此模具字碼標識編程而言，編程操作簡單，標識文本也是非參數化，批號即時更新不易，導致編程效率不高。參見圖3、圖4

  圖4 SURFCAM曲面標識編程加工刀軌

   3.3 Pro/E：

    Pro/ENGINEER是由美國參數技術公司推出的一套博大精深的三維CAD/CAM參數化軟件，它的內容涵蓋了產品從概念設計、工業造型設計、三維模型設計、分析計算、動態模擬與仿真、工程圖的輸出、生產加工成產品的全過程，其中還包括了大量的電纜和管道布線、模具設計與分析等實用模塊。應用領域包括航空航天、汽車、機械、數控（NC）加工、電子等諸多行業。尤其全參數化的建模思路，大大縮短了產品設計和更改周期，但CAM模塊功能不如CAD模塊強大（據筆者了解目前有些公司CAD在Pro/E 中完成，然后轉入MASTERCAM或Cimatron中完成CAM加工），用Pro/E編出的NC程式，加工效率較低（筆者曾經試圖摸索過Pro/E的 NC加工，但總覺得Pro/E應該在CAM模塊中加強其功能，提供多樣性的加工方式）。參見圖5、圖6

 圖6 Pro/E斜面標識加工刀軌屏幕演示

    3.4 UG:
 
    Unigraphics（簡稱UG）是美國UGS公司的主導產品，也是全球應用最普遍的CAD/CAM/CAE/PLM的系統軟件之一。UG軟件在CAD 方面的建模和造型分為兩個模塊一實體造型和自由曲面造型。在造型功能方面，除其他軟件所具有的通用功能外，它還擁有靈活的復合建模、齊備的仿真照相、細膩的動畫渲染和快速的原型工具，僅復合建模就可讓用戶在實體建模、曲面建模、線框建模和基于特征的參數建模和非參數建模中任意選擇，使設計者可根據工程設計實際情況確定最佳建模方式，從而得到最佳設計效果。在加工功能方面，UG件針對CAM的實用性、適應性和效能性，通過覆蓋制造過程，實現制造的自動化、集成化和用戶化，從而在產品制造周期、產品制造成本和產品制造質量諸方面都給用戶提供了極大的收益。它不僅提供可靠、精確刀具路徑，更讓NC編程人員可以隨心所欲地設計出心目中最有效率的加工程序。
 
    3.4.1 UG/CAM有下列幾個特點:
 
    (1)提供可靠、精確的刀具路徑;
 
    (2)能直接在曲面及實體上加工;
 
    (3)良好的用戶界面，并允許使用者能依工作上的需要，定制用戶界面;
 
    (4)提供多樣性的加工方式，方便了編程人員設計各種高效率的刀具路徑;
 
    (5)對CAD主模型更改，則NC模型隨之更改。NC編程人員不需要把工作推倒重來，只需重新生成（Regenerate）刀位軌跡，刀位軌跡就可以立即更新；
 
    (6)提供完整的刀具庫及加工參數庫管理功能（切削數據庫的可利用性及客戶化），使新進人員能充分利用資深人員的經驗，設計優良的刀具路徑;
 
    (7) CAM后置處理不但提供了常規的直線和圓弧插補外，還出現了基于Nurbs理論的CNC插補控制器（提高了高速銑的加工精度，大大縮短了刀位文件長度）；
 
    (8)提供通用型后處

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