多任务机床B轴轮廓加工新技术

作者：美国迪普科技公司上海代表处 谢政

欢迎访问e展厅 展厅 1 CAD/CAM软件展厅 CAD软件, CAD/CAM, CAM, 钣金CAD/CAM, CAI, ... 作为多轴加工行业的领导者，美国迪普科技公司一直致力于研发最先进机床的技术功能。美国迪普科技公司旗下的ESPRIT 2008 CAM系列软件产品增加了B轴车削轮廓加工循环功能，该功能能够使机床拥有者在充分发挥多任务机床的B轴旋转加工优势的同时，提高生产效率和表面精度。B轴轮廓加工新技术是迪普科技公司顺应未来加工趋势的另一个典型例子。 B轴轮廓加工新技术是为了获得更高的加工性能而专门为多任务机床设计的。这个创新型的车床精加工循环技术能够只利用一把刀具一次性连续加工工件的内部和外部轮廓。传统的轮廓加工循环通常需要一系列的不同几何尺寸的刀具。B轴轮廓加工采用更有效的方式，即当刀具沿轮廓加工时，B轴同时旋转，这样能使刀具加工到一些受到刀具尺寸的限制难以加工到的区域。 ESPRIT 2008产品的B轴轮廓加工循环功能为车铣加工用户或寻找流线型加工的用户提供了一个非常独特的选择。利用该功能可以减少加工中需要的刀具数量，换刀次数，以及得到更光滑的加工表面，并最终节省大量的加工时间和成本。 B轴轮廓加工循环测试 日前美国迪普科技公司在日本森精机(Mori Seiki)位于洛杉矶的分公司成功地进行了一次加工试切。迪普科技公司车铣功能模块的产品经理Olivier Thenoz与森精机应用经理Randy Felten共同完成了该试切加工。所选用的机床为Mori Seiki NT3150，仅使用一把刀具通过B轴方向的旋转来加工工件的外轮廓。测试结果证明了B轴轮廓加工新技术独特的功能，并利用Fanuc控制系统的回转中心点功能(RTCP) 输出了相应的数控程序。Fanuc的回转中心点功能可使刀具绕刀具控制点旋转，而不是绕B轴枢轴支点旋转。在这种循环中使用回转中心点功能能够极大地提高生产效率。Thenoz认为：“如果在加工中用一把刀具代替三把刀具，将会节约20s的换刀时间，如果再乘以需要加工的工件数目，结果将会非常可观”。而B轴轮廓加工新技术仅仅是ESPRIT 2008为广大用户提供的多种新型技术改进功能之一。 B轴转动策略 实际上ESPRIT车削加工循环模块与B轴轮廓加工循环模块有很多相同的技术，因此对于已经熟悉ESPRIT车削加工循环模块的用户来说，也将会容易理解B轴轮廓加工循环模块。这两个模块的主要区别在于B轴轮廓加工循环技术提供B轴旋转的全控制策略以及可容许的角度限制。在加工过程中，刀具位置的变化主要取决于B轴旋转控制策略的选择。以下两种策略提供对B轴角度变化的控制。 在刀具和工件表面之间保持恒定的导前角。 最小化刀具旋转，只有在必要情况下才倾斜刀具。 最优化刀具导前角策略保持刀具与待加工表面轮廓的原始导前角不变。原始导前角是关于刀具在刀塔上的原始位置和加工表面轮廓第一个元素原始位置的函数。随着加工表面轮廓的倾斜，为了保持相对于待加工表面相同的导前角，刀具会相应倾斜一定角度。刀具倾斜的角度由用户自定义的导前角范围和软件自动检测到的刀具与工件表面碰撞所决定。 该策略通过保持刀具与待加工表面的最佳角度来提供最优的加工条件，但是也会在B轴上产生一定的移动，容易导致超程运动。最小化方向角度的改变策略保持刀具的加工方向直到刀具到达当前角度下不能再加工的表面为止。只有在这种情况下，刀具倾斜必要的角度(在用户自定义的B轴旋转角度范围内)来加工表面。该策略最优化了B轴旋转，来加工在通常刀具角度下不能加工的区域。前面提及的测试加工，就成功应用了该加工策略。 在整个加工过程中，用户可以控制B轴旋转的范围。刀具的角度可由两种方法进行约束。第一种方法：用户自定义的B轴角度旋转的最大和最小值，该值决定了在加工中的B轴可允许的运动范围，刀具角度将不会超出该限定条件;第二种方法：为了进一步严密控制，用户自定义的导前角最大和最小值，该值决定了刀具导前角可允许的变化范围。 避免加工碰撞 碰撞检测是为了防止在刀具路径计算过程中，刀具和工件产生的碰撞。碰撞检测不是依靠刀具几何尺寸精度，而是利用用户可控制的刀具侧面影像完成的。刀具侧面影像形状取决于实际的刀具尺寸和用户自定义的刀具前刀面和后刀面的安全值。为了避免发生加工区域与刀具前后刀面具有相似的角度，刀具在工件上滑动现象，用户可以为刀具的前刀面和后刀面添加额外的安全值。 节省加工时间和成本 通过基于ESPRIT 2008标准的车削轮廓加工循环的B轴轮廓加工循环，用户可以在相同的加工条件下得到更高的生产效率。数控程序的编制时间也会由于B轴轮廓加工允许单个加工工艺而相应减少。在传统车削加工循环中，B轴首先旋转到加工的起始位置，然后在加工中保持该角度位置不变。新的B轴轮廓加工循环功能，允许B轴进行动态、连续的旋转加工，充分发挥了机床的性能。 编程人员不再需要编写若干个数控程序用于传统加工方式。单个B轴轮廓加工操作就可以完成整个的工件加工，而不需要更换刀具。在整个循环过程中节省了刀具更换时间及换刀过程中的重新对刀时间。由于与机床制造商有着非常良好的合作关系，美国迪普科技公司有能力为客户提供最先进的加工技术来充分发挥客户机床的性能。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/28/2009)