在過去幾年，中國大量引進國外先進加工設備，檢測設備，在硬件方面已經達到了較高的水平，解決了中國在機械加工制造領域的硬件問題，繼而引出的事先進的CAD/CAM系統的引進與采用，同時也到了并非解決CAM軟件有沒有的問題，而是尋求更高的層次的高速、五軸技術，如何提高加工加工效率、編程質量、提高機床安全性、設備利用率、節約刀具成本等，另外在國際上更先進的制造技術，例如：數控機床在線質量控制系統(OMV)，自適應加工(FS-FIXTURE)等在空客、波音/麥道、GE航空、NASA、Hyde集團、Goodrich大量應用的先進技術，在國內仍然需要進一步引進消化以決定是否可以一棍子打死。制造業的木桶原理同樣存在，一個環節的落后，導致的結果將仍然是整體落后。

　　CAD/CAM在國內眾多的企業有廣泛應用，并且具備相對較高的水平，“較高”只是針對國內自身水平、較大企業內部不同車間或分散應用單位相對而言，那么，提高CADCAM更深層次的應用水平而非軟件本身，更多的依賴軟件提供的技術、軟件新的功能進行真正意義的高速加工、高效加工應用。

　　1、 高速高效加工

　　高速加工切削系統主要由高速切削的高速加工中心、高性能的刀具夾持系統、高速切削刀具、安全可靠的高速切削CAM軟件系統，因此說高速加工是一項龐大的工程。

　　高速加工設備的大量應用，對編程系統的要求越來越高，價格昂貴的高速加工設備對軟件提出的更高的要求--安全性、有效性。高速加工走刀速度是常規加工的10倍或更高，任何編程過程的失誤如過切、干擾、碰撞等都會造成非常嚴重的事故，而且由于高速運動，無法靠人工急停來預防，高速加工設備是非常貴重的設備，任何意外事故都會給企業造成不可估量的損失，需要CAM系統必須具備全自動的(而不能是半自動或人工的)防過切，防碰撞功能，確保NC指令的絕對安全性，是對高速加工設備提出的一個基本要求。另外要保證刀具路徑的光滑平穩，來確保零件加工質量和機床主軸等部件的壽命，以及刀具在切削過程中載荷均勻性。CAD模型的質量也是非常重要(本文不做討論)。

　　A、賽車道加工技術和自動擺線加工技術

　　高速加工的粗加工所應采取的工藝方案是：高切削速度、高進給率和小切削量的組合，PowerMILL的粗加工(區域清除)盡可能地保持刀具負荷的穩定，減少任何切削方向的突然變化，從而減少切削速度的降低，并且盡量采取順銑的加工方式。

　　PowerMILL粗加工中的賽車線加工方式，把刀具路徑看成賽車在跑道內高速行駛，賽車可以偏離跑道的中心，從而產生類似于賽車在跑道內的運動路徑，賽車可以在不失速率的情況下來轉彎。增加了刀路運動的光滑性、平衡性，避免刀路突然轉向，頻繁的切入切出所造成的沖擊。

　　PowerMILL粗加工中另外一個特有加工功能，自動擺線加工選項，擺線加工是利用刀具沿一滾動的圓的運動來逐次、逐層對零件表面進行高速、高效、小切量的切削，以前對高速加工的要求是，必須保證使用比傳統加工方法小的行距和下切步距。最新切削刀具技術和CAM技術的發展，使得下切步距大小不再受到限制，采用擺線加工方式可可在高速加工中采取大下切步距，擺線加工還能減少全刀寬切削，并且其產生的刀具路徑始終是光滑、平穩的，PowerMILL的智能余量識別功能，能在大加工量、全刀寬、拐角等區域自動判定，自動采用擺線加工方式。從而使擺線加工方式在大余量的粗加工中得以應用。

　　B、干涉檢查及后編輯：

　　在編程過程中，你可以用你要用于加工的實際刀具長度，刀夾尺寸進行干涉檢查，系統可以根據你的設置快速檢查刀具、刀柄、夾具是否干涉，實際加工過程中刀具、刀柄、夾具的干涉碰撞是操作者最為擔心的問題，PowerMILL提供精確的刀具、刀柄、夾具的干涉檢查，自動截掉發生碰撞的刀具路徑與指令，并可以給出不發生碰撞的最短夾刀長度，指導操作者最優化備刀準備，具有非常實用的意義。用高速加工狀態下，完全避免過切和刀具夾持碰撞檢查更加重要，因為任何這樣的損壞都將更加嚴重。高的運轉速度使操作者在加工中發現任何問題都無法停機，因而加工前一定要用ViewMILL 檢查刀具加工路徑及仿真檢查進行結果校驗，高速加工狀態下，刀具碰撞和過切問題顯得更加嚴重。PowerMILL 的刀具夾持碰撞檢查和過切避免功能消除了NC 程序員對此的憂慮。

　　C、切削速度的優化高速控制器具有NURBS 選項

　　使用PS-Optifeed優化F值，系統可以根據生成刀具路徑在切削時的切削量的變化，自動進行速度優化處理，也就是說在切削量小的地方加快切削速度，而在加工余量大的地方增加切削速度，從而縮短加工時間，提高了工作效率，減少刀具的損壞，延長刀具的壽命，保證了機床和刀具需要的切削載荷的更小變化，提高精加工的表面質量，優化F值后，切削時切削速度根據余量的變化曲線。

　　D、高速控制器具有NURBS 選項

　　最新的高速控制器具有NURBS 選項，從而允許用一系列曲線運動而不是大量的短的直線運動來進行精加工。這樣過程控制不再是速度瓶頸，因而加工速度就更加提高。由于每一段NURBS 運動更長，機床控制器能向前看得更遠，這樣，使得路徑設計和進給速率設置更加智能化。同時，使用曲線路徑比使用一系列直線路徑有更少的速度調整如減少，減速。產生更適合高速加工的NURBS曲線控制代碼。具備該功能的控制系統包括Siemens840D、Fanuc18i、 Heidenhain等高端系統支持該功能

　　?

     X-6.6569 Y-1.8563 S35000 M3

　　G43 Z-.22 H2 M8

　　G1 Z-.25 F1500

　　X-6.8563 Y-1.6569 F2000

　　G6.2K0 X-6.8563 Y-1.6569 Z-.25

　　K0 X-6.8569 Y-1.6561 Z-.25

　　K0 X-6.8574 Y-1.6552 Z-.25

　　K0 X-6.8579 Y-1.6544 Z-.25

　　??????? ……

　　K1

　　K1

　　K1

　　K0 X-6.8579 Y-1.6544 Z-.25

　　K0 X-6.8594 Y-1.6505 Z-.25

　　K1 X-6.8435 Y-1.6343 Z-.25

　　K2 X-6.7477 Y-1.7301 Z-.25

　　安全五軸加工

　　模塊介紹

　　PowerMILL標準概念的五軸加工可選模塊，完全可以實現定位五軸加工方式(3+2軸);連續五軸加工方式，五軸可以同時運動，并且確保加工頭在運動中間或改變軸向時不與工件及夾具碰撞。

　　新版 PowerMILL 進一步擴展了其固定軸 5 軸加工功能和連續 5 軸加工功能。它現在包含有新的 SWARF 加工功能、5 軸輪廓和裁剪功能以及 5 軸投影加工功能。5 軸加工刀具路徑可基于通過點或指向點加工或是自直線或到直線或驅動曲面加工產生。用戶可全面控制前傾和側傾角，從而使加工安全可靠。

　　B、支持全系列刀具

　　使用PowerMILL進行5軸加工的另外一個非常重要的優點是它支持使用全范圍的不同類型的切削刀具，這些刀具包括End mill，Tapered cutter，和Ball-nose，Tipped-radius及 Off-centre， Tipped-radius等。現在有些系統僅限于使用 Ball-nose或End mill，很顯然，僅使用這兩種類型的刀具有時并這不是最有效的刀具選擇。

　　C、刀具夾持和刀具的5 軸碰撞檢測

　　PowerMILL自動對產生的全部刀具路徑進行刀具夾持和刀具的5 軸碰撞檢測，這樣可確保加工過程中不出現過切，這對加工葉輪、螺旋槳、工模具內部的小型型腔尤其重要。擁有專門的葉輪、葉盤加工功能。

　　D、五軸應用優勢

　　Delcam針對航空航天及模具制造五軸加工實際需求而開發一系列加工方式，PowerMILL提供加工通過點或指向點及到直線或自直線加工,PowerMILL可自動調整主軸前傾角和側傾角，以獲得最佳切削條件及避免主軸與工件的碰撞。在不同的加工情況，選擇各式刀具應用如平刀、錐形刀，以提升加工品質及切削效率，并且PowerMILL中的大多數加工策略都可采用五軸加工方式來實現(如圖2)，而達到最優化的加工工藝，。PowerMILL用于葉輪、葉片加工的連續五軸加工技術，使五軸數控加工技術在加工連續、平滑、復雜曲面方面更加簡單、更安全。

　　五軸加工大大的降低刀具的損耗，雖然使用高速加工機可設定快速切削 ，縮短工時，但刀具磨耗往往是只發生在刀尖，這樣做相當可惜且浪費 。使用五軸加工就有所不同了，刀具除了刀尖切削外，更多時候是使用刀腹切削，所以刀具利用率提升很多。

　　另外PowerMILL還支持懸臂多軸、機器人多軸等特殊應用領域的編程需要。

　　PowerMILL五軸功能的友好界面與方便的操作方式，學習起來非常快捷，使操作者能在很短的時間內掌握在過去認為非常復雜五軸編程。

　　五軸設備的昂貴價格使用戶對程序的安全性、可靠性、平穩性提出了更高的要求，PowerMILL的全程防過切功能，很大程度上解決了困擾擁有五軸設備用戶的設備安全問題、減少編程人員及機床操作人員的心理壓力，提供了很好的安全保證，減少編程人員及機床操作人員的心理壓力。PowerMILL產生的刀具路徑的穩定性和可靠性信心十足，放心地將這些刀具路徑放加工中心上進行無人值守加工。并且PowerMILL的五軸用戶可以在投入很少的費用獲得真實機床的五軸仿真功能。

　　E、五軸自動避讓技術

　　五軸自動避讓，加工在五軸加工中大多數用在殘留清跟和深腔加工，軟件自動判斷碰撞區域，并自動調整刀軸矢量，用戶可以讓軟件系統根據全部刀具路徑或選定的部分刀具路徑進行碰撞干涉檢查 。

　　軟件會自動區分當前刀具可以加工和不能加工的部分，并分割路徑同時會提醒不試用分割路徑的最小刀具伸出長度，對碰撞部PowerMILL可以使用自動避讓五軸，或編輯部分刀具路徑的刀軸方向，對一個區域僅僅擺動一次， 最大限度避免較多的五軸動作 ，大幅度提高加工效率.如圖僅僅對碰撞區域編輯刀軸為連續五軸運動或3+2軸運動

　　PowerMILL可通過“部件余量”功能為單個曲面或者一組曲面進行加工預留量的設定，以實現各區域不同余量控制的編程，并且可以使用顏色區別余量不同的區域。

　　E、CAM軟件的工藝積累過程

　　對企業來說非常重要，POWERMILL擁有先進的刀具庫和刀具管理功能，刀具庫等于刀具知識庫，軟件可以自動加栽所選刀具在不同材料和不同加工環境的切削速度。

　　F、真實機床仿真庫

　　內置各大機床廠商機床庫，用于進行安全仿真，用戶可以根據自己的設備情況添加自己的設備庫。

　　G、壁板類零件的五軸順序插銑和插角，功能根據余量情況分配加工余量，使用插銑的方式保證薄壁件不產生應力變形等。

　　3、數控機床在線質量控制

　　目前通過對國內航空、兵器制造業、光學高精密制造存在的數控機床在線質量控制問題已經普遍存在，同時這些企業在使用現在高速、五軸加工機的制造過程中，已經意識到問題的嚴重性。都在尋求一種有效的解決方案，那么使用原始CAD模型作為理論依據進行數控加工過程的產品質量控制，嚴格控制制造過程的相關尺寸精度公差，型位公差，過程余量與工藝評估調整等是一種有效解決方案，本文從該項技術的應用領域實施方式進行闡述。

　　“在機檢測”(OMV)解決方案 OMV 是一種在數控加工機床上使用的、用于自動化測量自由曲面和幾何體的離線編程軟件系統。采用在機檢測，航空航天制造企業用戶可方便地在初加工、半精加工等階段就很好地控制產品精度，在加工過程中，當零件沒有被從數控機床上卸下之前，做出制造過程中是否繼續、是否返工等的“英明”決定!通過在加工的每一個階段監測被加工零件的質量，從而可節省大量的加工時間。它能夠盡早地發現加工中出現的任何誤差，并盡快地將其修正，從而極大地降低成本(如圖示)。

　　OMV 在機檢測系統，還能監控在任意加工工序階段的工件質量情況，能及時發現并修改錯誤，從而節省大量的加工時間和加工成本。例如，它能精確地檢測出粗加工之后各曲面的加工余量，而不用等到全部加工完成后才能發現加工過程中是否存在錯誤。OMV 在機檢測系統，還能監控在任意加工工序階段的工件質量情況，能及時發現并修改錯誤，從而節省大量的加工時間和加工成本。例如，它能精確地檢測出粗加工之后各曲面的加工余量，而不用等到全部加工完成后才能發現加工過程中是否存在錯誤。在一些精密零件的制作過程中，往往會在最后的工序產生廢品，那么及早發現問題，避免廢品的出現顯得尤為重要。

　　同樣地，也適用于測量任何加工失誤造成刀具或工件損壞的程度。舉例來說， PowerINSPECT 能正確地估定出加工刀具的破損量，可以立刻作出決定是否該零件仍能在公差范圍內完成加工，抑或該刀具需要報廢，重新換刀。

　　實現 OMV 數控機床在機檢測，同樣也能惠及那些應客戶要求必須提供獨立產品檢測的公司。通過直接在數控機床上進行工件的初步檢測，能及時發現并修改錯誤，避免直到產品運送給檢測者后才發現錯誤的情況發生。

　　檢測和制造理論數據必須要求統一，那么OMV采用和現代數字制造同樣的理論依據CAD模型進行數據檢測，同時輸出必須的，另外，(1) 零件質量檢測: 型位公差、曲面誤差等，(2) 裝配件的檢測：裝配誤差檢測，裝具檢測，(3) 優化調整指導：裝配優化調整方案也可以充分采用，然后輸出相同的，然后輸出多種形式的檢測報告，提供給工藝和制造體系的所有環節。

　　對數控機床同時可以支持五軸機床，主要優勢在于能夠在不需要重新裝夾工件的情況下，檢測任何倒勾形面情況。同樣地，它能檢測到工件內部無法直接沿Z軸方向檢測的特征的加工情況。例如，不同角度上的一系列孔，只需通過一個步驟就能檢測完畢。此外，當檢測較深的型腔或側壁時，可以采用較短的探針，通過降低刀頭位置靠近工件，并沿著曲面傾斜探針進行檢測。評估整個零件的誤差和型位公差。

　　采用 OMV 在機檢測，受益最明顯的是那些不具備檢測能力的生產廠家。大多數企業為了檢測一些大型零部件而花費巨額來配備專業設備，這樣的情況是不切實際的。大多現代數控機床都配備了或是可加上幫助工件裝夾的測量裝置。現在，這些數控機床如果配上 PowerINSPECT 的 OMV 模塊，則僅需花費極小的一點額外費用即可使這些測量裝置也具備檢測能力。其脫機編制完整檢測數控程序的功能，盡可能減少加工過程中發生操作中斷的情況。 同時進行更高端自適應加工(PS-FIXTURE)的前提也必須是設備具備檢測功能，才能有效的實施自適應加工。

　　總結：制造業的發展得益與數字技術的發展，Delcam公司作為世界上向專業CAM方向發展的的公司，更多的考慮實際的工藝制造體系的完整，更多的實際應用，軟件存在的根不目的就是提高生產力，軟件的高級應用取決與應用企業的需求與思路，例如：Delcam公司與哈飛合作完成的壁板零件的不等厚展開，解決了業內一個難題，同樣也值得推廣，復合材料加工、鈦合金加工、葉輪、葉片加工、切削刀具參數庫和切削刀具參數工藝庫載體等技術，Delcam公司與眾多航空制造業企業有廣泛的合作空間。