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PartMaker助您提高零部件的编程效率和机床加工效率
来源:Delcam China 作者:樊铁锤 浏览次数:0
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当今,人们对日常物质生活水平产品需求的不断提高,促使新产品的不断涌现以及更新换代,加速改变着制造业领域的生产方式。激烈的市场竞争环境下,要求产品的生产周期越来越短,加工品质越来越高。如何提高企业的生产效率,提高产品的品质,这已经是现代零部件产品加工企业亟需解决的问题。为了适应现代企业的加工需求,数控技术得到了突飞猛进的发展,欧美和日本等发达国家普遍采用的车铣复合及纵切机床,较好地适应了制造领域的这种新的潮流。
  零部件产品生产周期的缩短以及精密度要求的提高,零件的形状也越来越复杂,如何快速而准确的编写出加工的程式已经成为现代企业迫在眉睫需要解决的问题了。但针对这类复杂的中高端机床的编程,国内大部分的企业目前还是停留在手工编程的阶段,我们都知道手工编程适用于点位加工或简单几何形状的零件加工,同时要求程序的计算简单,程序段较少,还要牢牢记住机床中大量的G代码和M代码,这无形中增加了编程工程师的劳动强度。同时,对于形状复杂的零件(尤其是有曲面组成的零件),手工编程的工作量大且数据的处理繁琐,容易出错,且遇到复杂曲面的时候很难保证编出来的程式能够满足加工的需求,同时,编出来的程式需要不断的在机床上进行验证,试切,加工程序的在机测试时间较长,同时也会浪费大量的材料,那么产品的报价和生产周期就会相应的延长。这些从一定程度上大大限制了机床在加工方面的优势,影响了企业的竞争力和快速的发展。
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  如上图示中的机床,共计多达11个主轴,可以同时运动3组的NC代码,编程时候不仅需要考虑机床和工件的碰撞,同时还要考虑机床自身各个部件之间的运动,为了提高机床的加工效率,还需要设置同步的操作,对手动编程人员来说,工作量巨大,一个不小心,极易发生机床碰撞的发生,导致损失巨大。这就及其需要我们用专业的软件来解决这类问题,保护机床,提高编程效率,避免危险的发生。这里我们介绍英国DELCAM公司的,针对此类机型的编程软件PartMaker。
  PartMaker是一款易学易用、编程效率极高的CAM软件,独有的“divide&conquer”(分割而攻克)专利技术,极大地简化了多轴走心式瑞士型机床和多轴、多任务车铣复合机床的加工编程,使制造企业能更轻松地进行复杂的零件编程并校验NC程序,缩短机床加工设置准备时间,减少编程错误,提高加工效率,降低生产成本。拥有专利技术的直观多转塔、多主轴同步技术,使您能自动仿真同步加工操作。独特的3D仿真技术,可确保编制的加工程序无任何错误和碰撞。极大的提高编程的效率和准确度,从而提高企业的核心竞争力。
  下面,我们用实际的一个加工案例来阐述如何用PartMaker来实现带有螺旋槽的零部件的加工,从而达到提升机床的加工效率和编程效率。
1.导入CAD模型
  通过观察,此零件需要车削端面、外园、铣削外圆螺旋槽、外圆上钻孔、端面钻孔、端面铣槽以及副轴钻孔等几个特征。如图一
2.设定加工坐标系,如图二
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(图一)     (图二)      (图三)
  然后,进入设置界面,设置加工时的换刀位置、毛坯参数、加工坐标以及主副轴等,对于SWISS纵切机床来说,还需要设置导套的长度和直径等。如图三:
3.调用刀具库文件、循环库文件以及材料库文件
  PartMaker中的刀具库文件不仅为我们提供了简单的刀具信息列表,同时还提供
  了刀具的放置位置,并且可以自动的根据不同的加工策略从刀库中选择合适的刀具,缩短了我们编程的时间,减少了用错刀的几率。特别是对于复杂的复合机床,效果尤其明显。
  可设定多个刀塔同时进行切削加工而不互相干涉。如:在车削环境下,可以使用两个刀架上的刀分别进行车削加工,这样减小了工件的震动,提高了材料的利用率,缩短了加工的时间。如图四所示:
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(图四)            (图五)
  循环文件库的调用,可以把我们常用到的一些钻孔循环、攻丝循环、平倒角循环、铰孔循环等贮存起来,用的时候只需要一次操作即可完成整个从点钻到钻孔再到最终的攻丝等操作,方便快捷、大大节省了我们编程的时间,提升我们的编程效率。如图五
  若采用传统编程,需要先编写点钻、再钻孔、再攻丝,非常麻烦,同时还要计算各个不同的深度,一旦输错即会发生断刀的风险,而采用PartMaker软件,系统会自动根据图档计算深度,不会出现此种问题,大大保证了程式的准确性。
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图六
  材料库文件的调用,PartMaker提供了材料库以供调用,通过调用材料库,软件可以自动计算切削进给、主轴转速以及计算加工循环时间。可客制化的材料库方便企业技术经验的传承,减少了人为的干预,保证了程式的准确性及刀具的安全性,减少了错误发生的几率。如图六
4.进入编程阶段
  PartMaker软件采用独特的“divide&conquer”(分割而攻克)专利技术,极大地简化了多轴走心式瑞士型机床和多轴、多任务车铣复合机床的加工编程工作,使制造企业能更轻松地进行零件加工编程并校验NC程序,缩短机床加工设置准备时间,降低编程难度,提高编程效率,降低生产成本。
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(图七)
  PartMaker根据产品零部件的各个特征的不同,将复杂的产品分解为如下,车削、铣削XY平面、ZY平面、五轴平面以及铣削圆柱体等多达11种功能,从而大大简化了零件的结构,使复杂零部件的编程不再是一件困难的事情。如图七
  (图七)
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(图八)
  以上述零件为例,解释如何采用分割而攻克的功能来实现此零部件的编程。根据此零件的特点,我们将其按照下面的工序拆分:如图八
  主轴车削:包括端面、外圆车削,端面孔、内镗孔及切断
  铣削圆柱体:加工外径上的两个螺旋槽
  Milldiamindex:外径上钻孔加工
  MillENDpolar:端面加工槽及打孔
  (图八)铣削XY平面:副轴上钻孔加工
  特别是螺旋槽的编程加工,我们采用PartMaker软件,只需要简单的三步就可完成,展平螺旋槽,编辑螺旋槽、选择策略短短不到1分钟即可完成,可若采用手动编程,不但繁琐,而且很难找到这些螺旋线的坐标,特别是不规则的螺旋,手工几乎是不可能完成的,与手工相比,效率提高的不可估量。
5.当我们完成了整个零件的编程工作时,我们可以进行加工工序的设置
  点击产生加工表,PartMaker会自动按照我们的编程工作列出我们所有的操作,同时,
  对于部分特殊的处理方式自动进行了设置,如:保持最后切断,最后副轴加工完毕后弹出零件等,简化了我们的操作。如图九
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图九          图十
  根据我们的工艺设定,进行加工工艺的设定及同步设置,根据机床及零部件加工的特点,我们设定好零件加工时,机床的运动方式,可以针对主轴和副轴分别设置,以保证主轴和副轴能够同时加工,大大提高机床的利用率。如图十
  设置完成后的工艺如下图十一所示:
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图十一
  针对此零件,每一步骤,每一操作,均有相应的加工时间以及切削参数显示,主轴用时,副轴加工所用时间一目了然,便于工程人员可以快速而准确的加工报价。当加工参数如主轴转速、进给值等需要调整时,只需要双击即可修改,而不需要重新进行设置计算,方便快捷,同时,工艺表单后面的数据会自动根据新的加工参数重新计算出新的加工时间,大大方便了我们对整个零件的加工工时的控制,从而进行准确细致的成本核算。
6.模拟仿真,找出可能出现的问题点并解决掉
  当确定好加工工序后,需要对所编的程式进行检查,同时还可以检验所排的加工的工序是否正确。打开仿真选项,通过选择不同的选项,来检查所编写的程式,同时还可以输出不同的碰撞类型,刀具夹持碰撞、快进移动时刀具和毛坯的碰撞等,一旦有碰撞发生,马上会弹出警告提示我们,从而保证我们所编写的程式的准确性。如图十二:
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图十二
  PartMaker还提供了全机床仿真,以方便我们在软件中可以直观实际机床的运动,包括刀具的夹持、机床的部件等,都可以在软件中显现出来,方便我们预先了解我们所编写的程式在实际机床中的运动状态。在这里,我们设置了刀具的长度,装刀方向,夹持等,实际展现了整个机床的结构运动状态,如图十三
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图十三
  PartMaker也提供了快速查看模拟结果的选项,上例中的档案最终的模拟结果,如下图十四:同时,PartMaker还提供了实体模型对比功能,可以比较原来的3D档案与实际程式模拟后的档案的差别,可以用不同的颜色来显示过切和留料的地方,方便我们检查所编写程式的正确与否。过切还是留料,一目了然。若采用手动编程,只能加工完成后才能知道结果,不但浪费机床加工时间还浪费材料成本,就这一点,最少可节省调试时间50%以上。如图十五,对照实体模型比较加工完毕零件
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图十四             图十五
7.生成NC代码
  当模拟仿真确认无误后,即可选择相应的后处理,产生适合机床加工的NC代码
  O12(0914)
  M140(SUBA-AXISOFF)
  M40(MAINC-AXISOFF)
  G59G0B0(SUBHOME)
  G28U0M5
  M91(SPINDLERELEASE)
  G99G97G80G40G18G54M54(MAINSPINDLE)
  G50S2500
  /2M98P5556(BARCHANGE)
  N13(型腔_1MILLEND,POLAR)
  M91(SPINDLERELEASE)
  G0Z0.8
  G0C0.0
  G12.1
  G1X9.014C7.604F50.0
  X7.983C7.898Z0.695F800.0
  X9.933C9.444Z0.373
  X12.622C8.606Z0.093
  X10.767C7.106Z-0.218
  X7.983C7.898Z-0.5
  X9.933C9.444
  X12.622C8.606
  X10.767C7.106
  X7.983C7.898
  G1Z0.8F50.0
  X9.014C7.604
  G1Z0.2F50.0
  …………………………………………………………(略)
  至此,我们完成了整个零部件的编程加工工作
8.结语
  PartMaker通过了同步控制,大大缩短了加工的时间,同时独特的3D仿真技术以及全机床仿真,能够在软件中实现精确编程,大大节省了调试机床的时间,提高了设备的利用率。分割而攻克技术降低了编程的难度,提升了编程的效率。所有这些不仅极大地提高企业的生产效率,而且有效降低企业的生产成本。单就调试加工一项,即可节省50%以上的时间。
  PartMaker是世界领先的专业多轴走心式瑞士型机床和多轴、多任务车铣复合机床CAM系统,包括走心式瑞士型纵切机床编程专用模块PartMakerSwissCAM和多轴、多任务车铣复合机床编程专用模块PartMakerTurn/MILL等。广泛支持Citizen、Star、Tornos、Tsugami等众多品牌的瑞士型纵切机床和几乎所有类型的车铣复合加工中心,目前已经广泛应用于精密五金加工,电子,通讯,精密仪器仪表,航空航天,汽车,医疗,钟表等行业。
  正如美国IscoInc.加工工程师MarkPeniska所说:“我们的瑞士型纵切机床选用了DelcamPartMaker作为编程软件。如果您为缩短加工周期、提高生产效率购买了全新的机床,那么为什么不更新老式的编程方式呢?”更有AdvancedManufacturing,董事长JayPatel说PartMaker使之成为CNC编程领域的飞人迈克尔.乔丹,等等,这些都是这些客户对PartMaker的高度评价,也希望PartMaker能够成为您编程加工领域中的好伙伴。

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