基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统及方法，属于加工管理领域。所述基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统包括模拟驱动模块、加工生产模块；所述模拟驱动模块的输出端与所述加工生产模块的输入端相连接。同时还提供基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理方法，能够对在3D数控模拟仿真之后的风电铸件生产过程中途的修改预测之后生产的影响，提高生产效率以及风电铸件的完整性，基于加工管理决策，满足风电铸件生产不断变化的市场和客户需求应用场景。断变化的市场和客户需求应用场景。

【技术实现步骤摘要】
基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及加工管理领域，具体为基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统及方法。

技术介绍

[0002]风力发电设备的工作环境和条件较为恶劣，风电铸件的材质性能需满足特殊要求，对产品质量要求很高，从掌握生产工艺并形成批量稳定的生产能力需要较长时间，生产能力扩张同时还需要大量资金和专业工人，铸件生产对技术和生产经验积累的要求较高，各环节均需运用到长期积累的生产技术及经验。企业不但要具有较强的自主创新能力，根据不断变化的市场和客户需求，快速开发出能适应市场、满足客户需求的新产品，还要具备成熟的产品技术管理能力和精细的现场管理水平。
[0003]然而，由于风电铸件对生产的高要求性和对生产的精密程度，在实际的风电铸件生产过程中，一个微小的失误就有可能影响整个生产线的顺利产出。所以对于风电铸件加工的管理，是整个风电铸件生产必不可少的环节。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统，该系统包括：模拟驱动模块以及加工生产模块；
[0007]所述模拟驱动模块模块利用VERICUT的工作原理创建与实际机床相一致的模拟机床，按照客户加工模型创建项目文件，编制NC程序文件和加工工艺，进行模拟切削过程，并进行优化处理；所述加工生产模块是在模拟驱动的仿真加工的基础上对风电铸件进行实际加工，在实际的加工过程中构建风险分析管理，为风电铸件生产提供保障，为生产过程中对于风电铸件产品的修改进行影响预测；
[0008]所述模拟驱动模块的输出端与所述加工生产模块的输入端相连接。
[0009]根据上述技术方案，所述驱动模块包括坐标设定单元、程序编制单元以及程序优化单元；
[0010]所述坐标设定单元用于按照实际加工摆放方式将加工三维加载至项目文件中，设定好加工坐标系；所述程序编制单元用于在VERICUT软件中编制加工程序，创建刀具，按照加工工艺路线对零件模拟切削；所述程序优化单元用于根据所述程序编制单元中的零件模拟切削过程中产生的过切反馈，优化修改程序使其安全可靠；所述坐标设定单元的输出端与输入端分与所述程序编制单元的输入端与输出端相连接；所述程序优化单元的输入端与所述程序编制单元的输出端相连接。
[0011]根据上述技术方案，所述加工生产模块包括生产执行单元以及风险分析单元；
[0012]所述生产执行单元用于对所述驱动模块中的优化程序单元中的模拟切削过程进行导出零件加工程序，机床加载后对优化程序单元中的模拟切削过程中的零件进行直接加工；所述风险分析单元用于在所述生产执行单元的生产过程中，对需要修改的生产内容与对后期生产影响进行风险预测；所述生产执行单元的输入端与所述模拟驱动模块中的程序优化单元的输出端相连接；所述生产执行单元的输出端与所述风险分析单元的输入端相连接。
[0013]基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理方法，该方法包括以下步骤：
[0014]S1、按照实际加工摆放方式将加工三维加载至项目文件中并且设定加工坐标系；
[0015]S2、在VERICUT软件中编制加工程序，创建刀具，并且按照加工工艺路线对零件模拟切削；
[0016]S3、根据切削过程中产生的过切反馈，对加工程序进行优化修改；
[0017]S4、机床导入加工程序进行实际加工；
[0018]S5、加工过程中构建风险分析管理，加快生产效率。
[0019]根据上述技术方案，在S1中，按照实际加工摆放方式将加工三维加载至项目文件中，并且设定加工坐标系，是为机床模拟提供环境，为达到完整精细的仿真效果奠定基础，所述加工三维即三轴立式机床的虚拟模拟，Y、Z轴位于机床身根节点内部，X轴位于Y轴节点内，而固定装置位于X节点内部，设计模型位于固定装置的节点内部，即设计模型依附于固定装置，固定装置跟随X轴移动，同理，X轴放置在Y轴之上，刀具依附在固定装置上，而固定装置依附在Z轴上，反映出刀具在主轴的带动下随Z轴移动，因此，坐标系的设定体现了坐标轴，主轴，刀具和固定装置这些组成部分之间的相互依附与约束的关系，体现了机床最基本的运动学结构，是机床建模的基础。
[0020]根据上述技术方案，在S2中，利用VERICUT软件中的建模功能建立组件树中各组件的几何模型，并通过坐标将各部分装配在一起，复杂的模型可以利用其他CAD软件建立，然后导入到VERICUT系统中，从而形成机床的实体模型，利用VERICUT的程序管理功能调入由外部CAM软件生成的零件数控加工程序，系统能够自动识别G代码并按其进行走刀完成零件的加工过程，在这一过程中，用户可以像观察实际机床加工一样看到虚拟机床各轴之间的联动，看到刀具切除毛坏材料形成零件的实时图像，利用前文所建立的虚拟三轴铣床对某一零件进行加工仿真时的界面，可以看出VERICUT提供了不同的视图来同时显示机床的整体运行情况和零件的切削情况，既有加工细节又有整体效果的显示方式，体现了VERICUT系统在加工显示上的优越性，这是其他同类数控仿真软件所做不到的，利用VERICUT系统还可以进行暂停或单步执行等操作，对视图进行旋转、缩放、平移等操作，更好地观察仿真效果，如果在加工过程中发生了过切、撞刀或机床各部件间产生了干涉现象，系统会用红色加以突出显示以提醒用户，将发生错误的现象及所在程序行自动记入到报告文件中，以方便用户查询与修改。
[0021]根据上述技术方案，在S2中，创建刀具是为了实现虚拟加工，还应该建立与之配套的刀具，在VERICUT软件的现有技术中提供了刀具管理模块来实现这一功能，利用该模块用户可以完成任意形状的刀具建模，刀具建模包括刀杆(切削部分)与刀柄(夹持部分)两部分，对于常见形状的切削刃和刀柄，用户可以直接利用系统提供的模型进行建立，对于具有复杂形状的切削刃，用户可以通过系统内部的CAD绘图功能自行绘制，用户可以建立几把刀
具组成跟实际机床相同的刀具库。
[0022]根据上述技术方案，在S5中，所述风电铸件加工过程中构建风险分析模块是对于实际风电铸件加工过程中的修改预测风电铸件加工后期的影响范围，根据拓扑结构的算法可以实现：
[0023]N
ij
＝N
i
∪N
j
[0024]修改节点的覆盖范围是指修改节点能直接影响到的范围，即为邻居节点集合，N
i
及N
j
均属于修改节点i的邻居集合，N
ij
表示修改节点的覆盖范围。若N
i
<N
j
，当时，对于实际风电铸件加工的影响程度为N
i
，当时，对于实际风电铸件加工的影响程度为N
i
+N
j
；同理可得，若N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.根据权利要求1所述的基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统，其特征在于：该系统包括：模拟驱动模块以及加工生产模块；所述模拟驱动模块利用VERICUT的工作原理创建与实际机床相一致的模拟机床，按照客户加工模型创建项目文件，编制NC程序文件和加工工艺，进行模拟切削过程，并进行优化处理；所述加工生产模块是在模拟驱动的仿真加工的基础上对风电铸件进行实际加工，在实际的加工过程中构建风险分析管理，为风电铸件生产提供保障，为生产过程中对于风电铸件产品的修改进行影响预测；所述模拟驱动模块的输出端与所述加工生产模块的输入端相连接。2.根据权利要求1所述的基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统，其特征在于：所述模拟驱动模块包括坐标设定单元、程序编制单元以及程序优化单元；所述坐标设定单元用于按照实际加工摆放方式将加工三维加载至项目文件中，设定好加工坐标系；所述程序编制单元用于在VERICUT软件中编制加工程序，创建刀具，按照加工工艺路线对零件模拟切削；所述程序优化单元用于根据所述程序编制单元中的零件模拟切削过程中产生的过切反馈，优化修改程序使其安全可靠；所述坐标设定单元的输出端与输入端分与所述程序编制单元的输入端与输出端相连接；所述程序优化单元的输入端与所述程序编制单元的输出端相连接。3.根据权利要求1所述的基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理系统，其特征在于：所述加工生产模块包括生产执行单元以及风险分析单元；所述生产执行单元用于对所述驱动模块中的优化程序单元中的模拟切削过程进行导出零件加工程序，机床加载后对优化程序单元中的模拟切削过程中的零件进行直接加工；所述风险分析单元用于在所述生产执行单元的生产过程中，对需要修改的生产内容与对后期生产影响进行风险预测；所述生产执行单元的输入端与所述模拟驱动模块中的程序优化单元的输出端相连接；所述生产执行单元的输出端与所述风险分析单元的输入端相连接。4.基于3D数控模拟仿真的风电铸件加工管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、按照实际加工摆放方式将加工三维加载至项目文件中并且设定加工坐标系；S2、在VE...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓清，童培华，鄂霞，朱丽荣，周立烨，
申请(专利权)人：江苏吉鑫风能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：