一、 前言

本公司模具數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用始于80年代初，多年以來(lái)積累了豐富的數(shù)控編程及加工經(jīng)驗(yàn)。但近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、編程軟件技術(shù)、高速加工技術(shù)等數(shù)控相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，以及我們投巨資引進(jìn)的十余臺(tái)大型高速數(shù)控加工中心，迫切需要一種既能快速、安全編程，又簡(jiǎn)單易學(xué)、易用的編程方式。POWERMILL軟件就是在基于這種要求下于2002年引進(jìn)的。剛開始使用該軟件時(shí)總要重復(fù)地輸入很多參數(shù)，容易出錯(cuò)，編程質(zhì)量主要取決于編程員個(gè)人的軟件熟練程度及編程經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索后，我們利用該軟件二次開發(fā)環(huán)境開放性好的特點(diǎn)，逐步生成了很多實(shí)用性很強(qiáng)的綜合編程軟件系統(tǒng)與實(shí)際加工狀況的編程方式宏程序數(shù)據(jù)庫(kù)，這些宏程序通過(guò)近兩年的不斷完善和更改，現(xiàn)已得到廣泛地應(yīng)用。以下分別對(duì)于宏程序數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)方式以及利用該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)控編程的基本過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

二、各類宏程序參數(shù)庫(kù)的構(gòu)建方式

1. 宏程序的生成。所謂宏程序的編制就是通過(guò)軟件所提供的宏命令記錄工具將編程過(guò)程中需經(jīng)常性輸入的大量參數(shù)或命令轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的單一命令。宏程序生成后對(duì)應(yīng)的就是一文本文件，可以使用文本編輯器進(jìn)行修改。使用宏程序可以快速地將編程加工規(guī)范及個(gè)人的編程加工經(jīng)驗(yàn)融合成一標(biāo)準(zhǔn)文件并加以推廣應(yīng)用。宏程序的紀(jì)錄比較靈活，任何人都可以隨時(shí)記錄隨時(shí)使用，也可以利用編輯器進(jìn)行編輯組合，在編輯紀(jì)錄過(guò)程中一定要注意程序順序的邏輯性，不同加工策略之間的加工參數(shù)不能互相影響，必要時(shí)應(yīng)用重置表格（reset）命令將軟件參數(shù)恢復(fù)到開機(jī)狀態(tài)。

2.加工模板庫(kù)的構(gòu)建。POWERMILLv4.5版本以后提供了加工模板的概念。刀具路徑模板是通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)的刀具路徑策略表格中填寫上有關(guān)數(shù)值，然后將此策略以模板形式保存供將來(lái)使用的一種模板文件。將加工模板及相應(yīng)的圖標(biāo)放置在軟件的固定路徑下，就可以在軟件界面中按普通命令直接打開使用，也可以用宏程序調(diào)用模板。根據(jù)需要靈活組合加工模板或宏程序參數(shù)的調(diào)用方式，可以有效地降低宏程序的復(fù)雜程度，便于更改。

4. 加工機(jī)床庫(kù)的構(gòu)建。首先要在造型軟件中將所要仿真的機(jī)床主要結(jié)構(gòu)件按尺寸構(gòu)造出來(lái)。并將該機(jī)床圖形按運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行分解后，單獨(dú)存盤形成*.dmt(一種圖形符號(hào)文件)格式文件。然后考慮機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定機(jī)床各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系及運(yùn)動(dòng)次序，確定各軸的運(yùn)動(dòng)范圍，各運(yùn)動(dòng)部件的顏色等，這些也是利用一種特定的編程語(yǔ)言格式使用文本編輯器定義的。在此不再詳述。

三、利用知識(shí)庫(kù)進(jìn)行程序編制的一般過(guò)程

1) 數(shù)字化模擬機(jī)床的調(diào)用。選中數(shù)據(jù)庫(kù)的機(jī)床庫(kù)菜單，系統(tǒng)則將全部本公司的機(jī)床頭庫(kù)調(diào)入，選中合適的機(jī)床及參考坐標(biāo)系，屏幕中即可顯示進(jìn)入加工準(zhǔn)備狀態(tài)的機(jī)床，利用此數(shù)字化機(jī)床可進(jìn)行加工仿真模擬及碰撞干涉檢查。

2) 刀具庫(kù)的調(diào)用。選中數(shù)據(jù)庫(kù)的刀具庫(kù)菜單，在系統(tǒng)中會(huì)自動(dòng)生成編程加工時(shí)常用的帶刀夾的系列刀具。注意這些刀具與宏程序中的刀具選取是一一對(duì)應(yīng)的，因此在利用宏程序編程前必須首先調(diào)入刀具庫(kù)，且刀具的名稱不能隨意更改。

從刀具庫(kù)中調(diào)入系列刀具

3) 宏程序的使用。在調(diào)入刀具庫(kù)后，先選擇加工坐標(biāo)系并確認(rèn)合理的加工毛坯后，就可以利用宏程序庫(kù)，選擇適當(dāng)?shù)募庸し绞剑M(jìn)行數(shù)控程序的批處理定義。見圖10。對(duì)于每一個(gè)宏程序參數(shù)的90%都已預(yù)設(shè)完成，一般情況下，編程者只需按如下幾步操作：

宏程序的使用

4) 輪廓宏程序的使用。輪廓宏程序是根據(jù)我公司的編程加工習(xí)慣，通過(guò)一個(gè)指令生成從粗加工到精加工，從Ф40刀具到Ф4刀具等全部輪廓程序的組合宏程序。使用該宏程序與以往編程方式相比，編程效率提高90%以上，編程原因失誤發(fā)生率減少100%。使用該宏程序必須注意：

①． 所用參考線必需是零件真實(shí)理論輪廓線，已考慮任何間隙、料厚等。
②． 所用參考線必需是開放輪廓，針對(duì)封閉輪廓要在起刀點(diǎn)人為設(shè)定0.01mm的間隙。
③． 保證該線的方向?yàn)榧庸ろ樸姺较颉?BR>④． 臨時(shí)更改所用參考線的名稱為"8888"。

輪廓宏程序的使用

2. 將計(jì)算后的程序進(jìn)行細(xì)節(jié)編輯整理：將程序重新規(guī)劃分區(qū)，分區(qū)原則：（1）、使用長(zhǎng)、短刀分區(qū)加工。（2）、陡峭區(qū)、平坦區(qū)分開加工。（3）、考慮加工擺角的可行性。（4）、不同區(qū)域的型面特點(diǎn)采用不同的加工方式。

3. 仔細(xì)檢查刀具路徑存在的合理性，裁剪空走刀路及無(wú)用刀路，過(guò)濾過(guò)于細(xì)碎的軌跡，減少抬刀次數(shù)。可試用宏參數(shù)庫(kù)中的"細(xì)碎程序清理"命令。

4. 數(shù)控程序的切削仿真：使用切削仿真工具，真實(shí)模擬毛坯材料的切除過(guò)程，檢查毛坯材料的瞬間切除體積率，即時(shí)反映刀具切除材料量的大小，對(duì)于異常增大區(qū)的加工軌跡進(jìn)行優(yōu)化更改。

5. 數(shù)控軌跡動(dòng)態(tài)模擬、仿真：快速模擬刀具路徑的走刀過(guò)程，檢查刀具路徑的走刀方向、走刀次序的合理性。還可以從機(jī)床庫(kù)中調(diào)入模擬機(jī)床，真實(shí)反映機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，檢查機(jī)床與工件有無(wú)運(yùn)動(dòng)干涉等。

6. NC程序及加工指導(dǎo)書的快速生成與傳遞
1) NC程序的生成。
NC加工項(xiàng)目應(yīng)存盤于：\（SX）模具圖號(hào)零件號(hào)及零件名稱（即加工項(xiàng)目名稱）。注：若加工泡沫實(shí)型，應(yīng)在模具圖號(hào)前加SX以示區(qū)別。

利用用宏程序中的激活坐標(biāo)系輸出、編程坐標(biāo)系輸出等功能選項(xiàng)，選用正確的坐標(biāo)系輸出方式，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成ncprograms文件夾，則該零件的全部NC程序自動(dòng)保存于\(SX)模具圖號(hào)零件號(hào)及零件名稱 cprograms中。

2) 加工指導(dǎo)書的生成。

• 數(shù)控程序在表單輸出前必須進(jìn)行刀夾干涉碰撞檢查，目的是：（1）檢查程序分區(qū)的合理性。（2）通過(guò)自動(dòng)伸出刀長(zhǎng)，在說(shuō)明書中列出詳細(xì)的刀具、刀夾信息（目前只限于型面程序的參考刀具、刀夾信息）。

• 編輯程序單：生成表單前，為方便識(shí)別最好將模型顏色改成灰色。利用宏程序中的程序表單選項(xiàng)，填寫文件位置、模具圖號(hào)等內(nèi)容后將加工指導(dǎo)書保存在：\（SX）模具圖號(hào)零件號(hào)及零件名稱html（名稱最好固定為html，一是可以用Powermill將加工項(xiàng)目及表單同時(shí)打開，二是便于統(tǒng)一管理。對(duì)于程序更改或單一項(xiàng)目存在多個(gè)表單的情況，可增加符號(hào)以示區(qū)別，如htmlA、htmlB等）。
  
• 利用宏程序中的程序表單選項(xiàng)，自動(dòng)輸出加工指導(dǎo)書，增加必要的輔助說(shuō)明，如程序擺角極限說(shuō)明，刀軸方向指示，程序分區(qū)示意圖，CH孔、壓印銷孔位尺寸等。

• 根據(jù)編程零點(diǎn)繪制加工對(duì)刀示意圖，示意圖中一般包含一平面圖及一個(gè)剖視圖，將坐標(biāo)位置或?qū)Φ冻叽缤耆磉_(dá)清楚。最后將該示意圖插入表單中的首頁(yè)----對(duì)刀示意圖(即html文件夾中的html_Front.html文件)中，將原有圖形替換掉，確認(rèn)存盤。
  
  
• 加工數(shù)據(jù)的傳遞。我們通過(guò)建立大容量的NC項(xiàng)目共享數(shù)據(jù)庫(kù)，替代目前所使用的NC程序庫(kù)。輸出時(shí)將直接輸出NC項(xiàng)目文件夾，每個(gè)NC項(xiàng)目將包含加工數(shù)模、刀具路徑、NC程序、對(duì)刀指示圖、詳細(xì)的程序說(shuō)明書等全部加工信息，這樣可以方便地在任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)（包括數(shù)控現(xiàn)場(chǎng)）進(jìn)行加工程序的更改、燒焊修補(bǔ)等工作，減小編程用計(jì)算機(jī)的硬盤容量壓力（較大的項(xiàng)目文件夾約500M）,便于編程數(shù)據(jù)的集中管理與備份，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)側(cè)編程的目的。
  
  下圖為編程項(xiàng)目文件夾典型結(jié)構(gòu)示意圖。因目前服務(wù)器的容量有限，傳輸前通過(guò)拷貝、整理原始文件夾，只將NC程序、程序表單、加工示意圖、刀軌文件等陰影區(qū)內(nèi)容放入服務(wù)器，其他內(nèi)容如加工數(shù)模、原始數(shù)據(jù)等不要放入。

• 項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)的使用。
  通過(guò)加工指導(dǎo)書指明的項(xiàng)目路徑位置，在服務(wù)器中找到該項(xiàng)目文件夾。打開該圖號(hào)文件夾后可以看到若干以零件名稱及件號(hào)命名的文件夾----即加工項(xiàng)目文件夾。可利用Powermill軟件打開此加工項(xiàng)目，進(jìn)行刀具軌跡的編輯、更改或重新計(jì)算。

四、結(jié)束語(yǔ)

使用宏程序進(jìn)行編程時(shí)必需注意：該宏程序存在一定的片面性，不可能涵蓋數(shù)控編程的全面情況，實(shí)際編程時(shí)還需根據(jù)具體情況作一定的更改。另外數(shù)控編程宏程序參數(shù)庫(kù)必須不斷進(jìn)行完善，使之與不斷更新的編程軟件系統(tǒng)、最新引進(jìn)的高速加工機(jī)床、不斷總結(jié)優(yōu)化的編程方式及工藝方法等相適應(yīng)相匹配。通過(guò)近一年多的生產(chǎn)實(shí)踐，這種基于知識(shí)的編程方式使數(shù)控編程的整體水平有了很大的提高，編程效率提高40%以上，并使本公司CAM編程的智能化、自動(dòng)化、專業(yè)化程度推到一個(gè)新的高度