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CAM软件让五轴加工机床发挥最大潜力 |
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newmaker |
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许多软件产品可以产生刀具路径的工艺数据和编写中性格式的输出文件，例如像APT CL数据。而一个外部的后处理器程序则可以将焦点集中在机床的动态和控制器语法信息上，将中性数据转化成一种适合于机床使用的信息。当然，这一传统的工艺已得到成功的应用。然而，刀具路径计划与后处理步骤之间关系的脱节，意味着后处理器不能存取某些可以利用机床各种功能的信息。同样，CAM程序往往与机床的细节相脱离。然而在多轴应用领域中，集成后处理器技术的优点则显得更为突出。
局部编程坐标系统的描述
有这样一个实例可以描述局部编程坐标系统，其附加信息可从CAM转换到后处理器，以帮助提高机床的性能。大部分CAM系统是通过确定一个局部坐标系统或框架并根据任意方向上的简单几何形状进行工作的，编程就是在这一个方向上发生的。后处理器需要作必要的调整，这样，经过后处理的加工指令就可以相对于已确定的原零件和机床上的参考基准进行转换。那么，您的后处理器是否知道零件的设定坐标系统（NCS）和局部编程坐标系统（或框架）呢？对于许多机床的控制器而言，可使用这一信息与利用固定循环来进行二维形式的编程，并将刀具补偿应用于发生在倾斜工作平面上加工的许多操作之中。
图1：图像模拟，轴线方向变化的蓝色部分
不同加工应用
由于不同的尺寸、速度、功率、应用目的以及其他的限制，机床的功能也发生着很大的变化。
1.五轴加工
在五轴加工机床中，CAM软件具有可很好编制文件的优点，可提高刀具加工效率、设定值和表面粗糙度，允许存取复杂的几何形状。但其在移动重质量时的复杂动态运动特性证明，五轴模拟解决方案并不能以非常理想化的方式适应每一个应用领域。
2.四加一轴加工
在许多模具加工应用领域中，四加一轴加工工艺除了其动态性能有所提高之外，也有效地将性能较高的旋转轴（C轴）应用到机床之上。
模具元件往往带有小半径的特点，这种小的半径会在精加工的元件上产生圆角和锐边。通常这些特点是因额外的EDM工艺操作而形成的。在今天，这些特点往往采用五轴机床技术来进行加工。生产中实现这些特点需要使用小刀具，一般来说，采用五轴加工机床可以满足厚刀柄刀具的加工要求。
3.三加二轴加工方法
上述提到的四加一轴加工工艺可很好地利用机床的高速旋转轴。为了进一步简化机床的动态特性和提高刀具的稳定性，多轴分度工艺出现了，并将五轴程序简化成三加二轴加工程序。
在一个复杂的元件中，由于刀具的方向是固定的，因此多轴分度工艺提供了一种可变的工艺，允许机床通过一个编程工作来管理多个片断，并在它们之间重新导向定位。
先进的CAM软件产品在安装到机床前，不但应具有识别碰撞的能力，而且应能够避免这些碰撞的发生。当识别到可能会发生碰撞的迹象时，可能会采用许多刀具定位的替代方法，发出一个非干扰性指令。那么这个软件将会应用什么样的一些规则呢？
4.关键原则
融入到CAM软件中的关键原则是：根据两个旋转工作台的性能，尽量避免发生碰撞运动，避免潜在的位置与基线（干扰）解决方案离得太远，将偏置指令的方向定位与邻近的指令结合在一起，以保证其平稳的运行。
从第一点可以认识到，机床的旋转轴具有不同的规格，通过更快速地移动动态轴，可有效解决干扰问题。
避免出现远离基线解决方案的潜在位置，这将有利于消除与邻近点之间的潜在大角度偏差，这些问题是因为额外的刀具长度和刀具运动性能下降而发生的。而且大范围的方位偏差可能会导致旋转轴的运动发生突然变化，从而可能会对加速度提出更高的要求。
当发出的NC数控指令包含高度加速的轴运动时，CNC数控系统的前瞻功能将会通过内部补偿，解决这些问题。控制系统往往也会作为一种手段来降低进给速度，使加速度降低到可达到的水平。这样的一种工艺也许能够挽救边缘化指令，但不会导致产生最佳的机床性能。
CAM软件解决方案，特别是在避免碰撞的情况下，必须要能够发出平稳顺利的指令，这样控制系统就不需要调用这些超控机构。其目的是为了创造CAM软件的成果，使这些成果能够被机床所操作和利用。
图2：这一轮胎模具中的通气孔是一次性加工完成的
结语
CAM软件系统可以对机床下游工艺和控制器的性能产生正面的影响。五轴加工并不是一个具有挑战性的工艺，如采用一个设计较好的软件系统，要达到五轴加工的性能还是比较容易的。 (end)
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(11/14/2008) |
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