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，多年以來積累了豐富的數(shù)控編程及加工經(jīng)驗。但近年來，隨著計算機技術(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總要重復(fù)地輸入很多參數(shù)，容易出錯，編程質(zhì)量主要取決于編程員個人的軟件熟練程度及編程經(jīng)驗。經(jīng)過一段時間的摸索后，我們利用該軟件二次開發(fā)環(huán)境開放性好的特點，逐步生成了很多實用性很強的綜合編程軟件系統(tǒng)與實際加工狀況的編程方式宏程序數(shù)據(jù)庫，這些宏程序通過近兩年的不斷完善和更改，現(xiàn)已得到廣泛地應(yīng)用。以下分別對于宏程序數(shù)據(jù)庫的開發(fā)方式以及利用該數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)控編程的基本過程進(jìn)行簡單介紹。

二、各類宏程序參數(shù)庫的構(gòu)建方式

1. 宏程序的生成。所謂宏程序的編制就是通過軟件所提供的宏命令記錄工具將編程過程中需經(jīng)常性輸入的大量參數(shù)或命令轉(zhuǎn)化成簡單的單一命令。宏程序生成后對應(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)范及個人的編程加工經(jīng)驗融合成一標(biāo)準(zhǔn)文件并加以推廣應(yīng)用。宏程序的紀(jì)錄比較靈活，任何人都可以隨時記錄隨時使用，也可以利用編輯器進(jìn)行編輯組合，在編輯紀(jì)錄過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，必要時應(yīng)用重置表格（reset）命令將軟件參數(shù)恢復(fù)到開機狀態(tài)。

2.加工模板庫的構(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. 加工機床庫的構(gòu)建。首先要在造型軟件中將所要仿真的機床主要結(jié)構(gòu)件按尺寸構(gòu)造出來。并將該機床圖形按運動部件進(jìn)行分解后，單獨存盤形成*.dmt(一種圖形符號文件)格式文件。然后考慮機床的結(jié)構(gòu)特點，確定機床各個運動軸的相對運動關(guān)系及運動次序，確定各軸的運動范圍，各運動部件的顏色等，這些也是利用一種特定的編程語言格式使用文本編輯器定義的。在此不再詳述。

三、利用知識庫進(jìn)行程序編制的一般過程

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

2) 刀具庫的調(diào)用。選中數(shù)據(jù)庫的刀具庫菜單，在系統(tǒng)中會自動生成編程加工時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應(yīng)的，因此在利用宏程序編程前必須首先調(diào)入刀具庫，且刀具的名稱不能隨意更改。

從刀具庫中調(diào)入系列刀具

3) 宏程序的使用。在調(diào)入刀具庫后，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，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。對于每一個宏程序參數(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，通過一個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，針對封閉輪廓要在起刀點人為設(shè)定0.01mm的間隙。
③． 保證該線的方向為加工順銑方向。
④． 臨時更改所用參考線的名稱為"8888"。

輪廓宏程序的使用

2. 將計算后的程序進(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、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，裁剪空走刀路及無用刀路，過濾過于細(xì)碎的軌跡，減少抬刀次數(shù)。可試用宏參數(shù)庫中的"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，真實模擬毛坯材料的切除過程，檢查毛坯材料的瞬間切除體積率，即時反映刀具切除材料量的大小，對于異常增大區(qū)的加工軌跡進(jìn)行優(yōu)化更改。

5. 數(shù)控軌跡動態(tài)模擬、仿真：快速模擬刀具路徑的走刀過程，檢查刀具路徑的走刀方向、走刀次序的合理性。還可以從機床庫中調(diào)入模擬機床，真實反映機床的運動過程，檢查機床與工件有無運動干涉等。

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加工項目應(yīng)存盤于：\（SX）模具圖號零件號及零件名稱（即加工項目名稱）。注：若加工泡沫實型，應(yīng)在模具圖號前加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，選用正確的坐標(biāo)系輸出方式，系統(tǒng)會自動生成ncprograms文件夾，則該零件的全部NC程序自動保存于\(SX)模具圖號零件號及零件名稱 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）通過自動伸出刀長，在說明書中列出詳細(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，填寫文件位置、模具圖號等內(nèi)容后將加工指導(dǎo)書保存在：\（SX）模具圖號零件號及零件名稱html（名稱最好固定為html，一是可以用Powermill將加工項目及表單同時打開，二是便于統(tǒng)一管理。對于程序更改或單一項目存在多個表單的情況，可增加符號以示區(qū)別，如htmlA、htmlB等）。
  
• 利用宏程序中的程序表單選項，自動輸出加工指導(dǎo)書，增加必要的輔助說明，如程序擺角極限說明，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)編程零點繪制加工對刀示意圖，示意圖中一般包含一平面圖及一個剖視圖，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----對刀示意圖(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。我們通過建立大容量的NC項目共享數(shù)據(jù)庫，替代目前所使用的NC程序庫。輸出時將直接輸出NC項目文件夾，每個NC項目將包含加工數(shù)模、刀具路徑、NC程序、對刀指示圖、詳細(xì)的程序說明書等全部加工信息，這樣可以方便地在任何一臺聯(lián)網(wǎng)計算機（包括數(shù)控現(xiàn)場）進(jìn)行加工程序的更改、燒焊修補等工作，減小編程用計算機的硬盤容量壓力（較大的項目文件夾約500M）,便于編程數(shù)據(jù)的集中管理與備份，逐步實現(xiàn)機側(cè)編程的目的。
  
  下圖為編程項目文件夾典型結(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。

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

四、結(jié)束語

使用宏程序進(jìn)行編程時必需注意：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，實際編程時還需根據(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。通過近一年多的生產(chǎn)實踐，這種基于知識的編程方式使數(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、自動化、專業(yè)化程度推到一個新的高度