基于PowerMILL軟件知識化的數(shù)控編程

基于PowerMILL軟件知識化的數(shù)控編程

作者：一汽模具制造有限公司 隋志華

中國汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。特別是汽車制造企業(yè)，更顯示出蓬勃的生機(jī)。但是，目前國內(nèi)汽車模具制造企業(yè)最大的困難就是專業(yè)技術(shù)人員短缺，在一定程度上阻礙了模具企業(yè)的發(fā)展。在不增加現(xiàn)有技術(shù)人員數(shù)量的前提下，如何提高模具的制造技術(shù)水平和縮短產(chǎn)出周期，是目前汽車模具制造企業(yè)一個(gè)值得研究的課題。

英國Delcam公司的PowerMILL軟件是一款非常優(yōu)秀的汽車?yán)錄_模具編程軟件。自2001年以來，一汽模具公司一直使用此軟件編制數(shù)控加工程序，包括3D編程、2D編程、鉆孔攻絲以及的動(dòng)態(tài)管理等。PowerMILL軟件開放的二次開發(fā)接口和宏、模板等功能，使數(shù)控編程知識化得以實(shí)現(xiàn)。

刀具庫、機(jī)床庫的建立

建立數(shù)控編程加工使用的真實(shí)的刀具庫是數(shù)控編程和加工過程中非常必要的工作。在編程中使用真實(shí)的刀具，可以設(shè)置合理的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量以及其他的切削參數(shù)，從而提高模具的數(shù)控加工質(zhì)量和加工效率，還可以對刀具系統(tǒng)進(jìn)行管理（數(shù)控加工配刀、刀具集中管理），降低模具加工刀具的庫存量和使用成本。

PowerMILL軟件本身帶有刀具數(shù)據(jù)庫，但因汽車?yán)錄_模具加工有其特殊性，所以只需要建立適合本公司數(shù)控編程加工需要的刀具庫（見圖1）即可。刀具庫中可以包含使用此刀具的相關(guān)信息（見圖2），如轉(zhuǎn)速、切削速度等。編程人員可以用宏命令建立刀具庫，也可以用模板、項(xiàng)目和運(yùn)行狀態(tài)文件建立刀具庫。

圖1 編程刀具庫示例

圖2 編程刀具信息

有了刀具庫，無論程序員是否有編程加工經(jīng)驗(yàn)，只需要根據(jù)編程技術(shù)文件，選擇相應(yīng)的刀具，就可以編制出轉(zhuǎn)速與進(jìn)給合理的數(shù)控加工程序。

建立真實(shí)的機(jī)床庫（或機(jī)床頭庫，見圖3)也是數(shù)控編程、加工過程中必要的步驟。有真實(shí)的機(jī)床庫可以將數(shù)控加工過程中的干涉、碰撞問題控制在工藝編程階段，不至于在數(shù)控加工過程中發(fā)現(xiàn)問題后再去解決，造成工件壓機(jī)床而耽誤生產(chǎn)。

圖3 機(jī)床頭庫示例

對于汽車?yán)錄_模具的數(shù)控加工，無須建立完整的機(jī)床庫，只需要建立機(jī)床頭庫即可。PowerMILL軟件中自帶了很多常用的庫，也可以用其功能建立本公司的數(shù)控機(jī)床庫。
對于模具的數(shù)控編程加工制造，建立真實(shí)的刀具庫和機(jī)床庫是件一勞永逸的事情。在使用PowerMILL軟件的初期，只需要一次性將數(shù)控編程加工用刀具庫、機(jī)床頭庫建立起來，以后就可以一直使用。若有刀具變化，僅需要更新數(shù)控編程加工變化的刀具即可。

編程模板的建立

編程模板的建立是數(shù)控編程中的重中之重（見圖4）。針對不同的制件和加工策略建立編程模板，其中包含了切削參數(shù)信息，如切削方式、使用刀具、余量、公差和行距等基本信息以及影響加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量的高級參數(shù)設(shè)置等。

圖4 編程模板示例

刀具路徑樣板模板（見圖5）的建立，是經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)的最終結(jié)果。將曾經(jīng)編制過的各種制件（如側(cè)圍、翼子板、車門板和行李箱板等）項(xiàng)目進(jìn)行整理，根據(jù)制件的特點(diǎn)，進(jìn)行分區(qū)編制樣板程序，然后保存為刀具路徑樣板模板庫。在以后的使用過程中，無論編程員是否有編程經(jīng)驗(yàn)，是否熟悉數(shù)控加工，只需要依據(jù)樣板項(xiàng)目，就可以編制出編程加工技術(shù)文件所規(guī)定的高質(zhì)量數(shù)控加工用程序。這也是將數(shù)控編程、數(shù)控加工和調(diào)試經(jīng)驗(yàn)等轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工技術(shù)文件的有效途徑之一。

圖5 刀具路徑樣板模板功能

二次開發(fā)功能

一款軟件即使做的再完美，也很難滿足不同使用者各種各樣的要求。因此，基于軟件本身的開發(fā)接口，開發(fā)適合本公司的功能命令非常有必要。PowerMILL開放的二次開發(fā)接口和淺顯易懂的宏命令，使開發(fā)工作變得簡單容易。

在現(xiàn)有的人力資源基礎(chǔ)之上，如何提高編程質(zhì)量和數(shù)控加工效率是眾多企業(yè)關(guān)心的問題。解決的方法之一就是針對汽車?yán)錄_模具的特點(diǎn)二次開發(fā)相應(yīng)的功能。

筆式工藝清角一直是汽車?yán)錄_模具加工的一個(gè)難點(diǎn)。如車門內(nèi)板拉延凹模，假設(shè)球D30刀具加工完成之后直接用球D16刀具筆式清角（見圖6），如何判斷各處的加工余量，然后根據(jù)加工余量進(jìn)行分層筆式清角，是各企業(yè)一直急于解決的問題。

圖6 分層清角實(shí)際加工示例，清角深度8mm

通過PowerMILL二次開發(fā)功能，結(jié)合PowerMILL中的上百個(gè)命令，此問題得到解決（見圖7）。使用傳統(tǒng)方式清角加工，理論時(shí)間為126min；使用開發(fā)的分層清角功能加工，采用普通國產(chǎn)整體合金球D16刀具，伸出60mm長，轉(zhuǎn)速4000r/min，進(jìn)給4500mm/min，理論時(shí)間為56min，實(shí)際加工時(shí)間是76min。加工效率是傳統(tǒng)加工方式效率的2倍左右，這種小切削量、快進(jìn)給的加工方式，使整個(gè)加工過程中機(jī)床的使用功率始終低于3%，對機(jī)床無傷害，并且刀具幾乎無磨損。

圖7 PowerMILL實(shí)際編程刀具路徑

另外還有其他汽車?yán)錄_模具加工的難題，如3D的全自動(dòng)加工；拉延模具不改變加工數(shù)模實(shí)現(xiàn)凹模凹R的空開加工、修邊模具刃口三維輪廓加工；鉆孔攻絲；刀具的動(dòng)態(tài)管理（降低刀具庫存）；沖孔模具孔的程序化加工和模具2D結(jié)構(gòu)程序化加工等，通過PowerMILL軟件的二次開發(fā)功能，結(jié)合模具的數(shù)控編程、數(shù)控加工和機(jī)床功能等，這些難題都會(huì)迎刃而解。

結(jié)語

本文簡要介紹了基于PowerMILL軟件的知識化編程和二次開發(fā)功能的重要性，這也是目前國內(nèi)汽車?yán)錄_模具企業(yè)在專業(yè)技術(shù)人力資源短缺的情況下，提高模具編程、加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量的一條捷徑。中國汽車?yán)錄_模具數(shù)控加工制造技術(shù)相對落后，原因之一就是沒有轉(zhuǎn)化為技術(shù)文件的經(jīng)驗(yàn)積累。因此，在以后的企業(yè)發(fā)展中，把數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工技術(shù)文件，結(jié)合數(shù)控編程、數(shù)控機(jī)床功能以及計(jì)算機(jī)軟件，開發(fā)適合本企業(yè)的功能，指導(dǎo)新人的工作，必將起到事半功倍的效果

（轉(zhuǎn)載）