技术
PowerMILL安全5轴加工及在线质量控制技术
Delcam(中国)有限公司翟万略
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l高速高效加工
(1)赛车道加工技术和自动摆线加工技术.
高速加工的粗加工所应采取的工艺方案是：高切
削速度，高进给率和小切削量的组合,PowerMILL的粗 加工(区域清除)尽可能地保具负荷的稳定，减少
任何切削方向的突然变化，从而减少切削速度的降
低，并且尽量采取顺铣的加工方式.
PowerMILL粗加工中的赛车线加工方式，把刀具 的中心，从而产生类似于赛车在跑道内的运动路径,
赛车可以在不失速率的情况下来转弯.增加了刀路运
动的光滑性，平衡性，避免刀路突然转向，频繁的切入
切出所造成的冲击.
PowerMILL粗加工中另外一个特有加工功能是自 动摆线加工选项.摆线加工是利用刀具沿一滚动的圆
全息打印的运动来逐次，逐层对零件表面进行高速，高效，小切
量的切削，以前对高速加工的要求是，必须保证使用
比传统加工方法小的行距和下切步距.最新切削刀具
技术和CAM技术的发展，使得下切步距大小不再受
到限制，采用摆线加工方式可以在高速加工中采取大
下切步距，摆线加工还能减少全刀宽切削，并且其产
生的刀具路径始终是光滑，平稳的.PowerMILL的智
能余量识别功能，能在大加工量，全刀宽，拐角等区域
自动判定，自动采用摆线加工方式，从而使摆线加工
方式在大余量的粗加工中得以应用.
(2)干涉检查及后编辑.
在编程过程中，可以用加工的实际刀具长度，刀
夹尺寸进行干涉检查，系统可以根据设置快速检查刀具，刀柄，夹具是否干涉，实际加工过程中刀具，刀柄,
夹具的干涉碰撞是操作者最为担心的问题.
P0werMILL提供精确的刀具，刀柄，夹具的干涉检查, 自动截掉发生碰撞的刀具路径与指令，并可以给出不发生碰撞的最短夹刀长度，指导操作者最优化备刀准备，具有非常实用的意义.在高速加工状态下，完全避10种打隐私的方法
免过切和刀具夹持碰撞检查更加重要，因为任何这样的损坏都是非常严重的问题.高的运转速度使操作者④
在加工中发现任何问题都无法停机，因而加工前一定要用ViewMILL检查刀具加工路径并利用仿真检查进行结果校验.PowerMILL的刀具夹持碰撞检查和过切避免功能消除了NC程序员对此的忧虑.
(3)切削速度的优化高速控制器具有NURBS选
项.
使用PS—Optifeed优化F值，系统可以根据生成
刀具路径在切削时的切削量的变化，自动进行速度优化处理(见图1)，也就是说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，从而
缩短加工时间，提高了工作效率，减少刀具的损坏，延
长刀具的寿命，保证了机床和刀具需要的切削载荷的更小变化，提高精加工的表面质量，优化F值后，切削
果壳箱
时切削速度根据余量的变化曲线.
r《
图1切削量与切削速度的优化处理
(4)高速控制器具有NURBS选项.
最新的高速控制器具有NURBS选项，从而允许
用一系列曲线运动而不是大量短的直线运动来进行精加工.这样过程控制不再是速度瓶颈，因而加工速度又可提高.由于每一段NURBS运动更长，机床控制器能向前看得更远，这样，使得路径设计和进给速率设置更加智能化.同时，使用曲线路径比使用一系列直线路径有更少的速度调整如减少，减速，产生更适合高速加工的NURBS曲线控制代码(见图2).具备该功能的控制系统包括Siemens840D,Fanucl8i, Heidenhain等高端系统支持该功能.
X一6.6569Y一1.8563$35000M3
G43Z一.22H2M8
GlZ一.25F1500
X一6.8563Y一1.6569F2000
G6.2K0X一6.8563Y一1.6569Z一.25
K0X一6.8569Y一1.6561Z一.25
K0X一6.8574Y一1.6552Z一.25
K0X一6.8579Y一1.6544Z一.25
Kl
K1
Kl
KOX一6.8579Y—1.6544Z一.25
K0X一6.8594Y—1.6505Z一.25
K1X一6.8435Y一1.6343Z一.25
K2X一6.7477Y—1.7301Z一.25
图2曲线路径及过程控制代码
2安全5轴加工
(1)模块介绍.
PowerMILL标准概念的5轴加工可选模块，完全
可以实现定位5轴加工方式(3+2轴)；连续5轴加工方式,5轴可以同时运动，并且确保加工头在运动中间或改变轴向时不与工件及夹具碰撞.
新版PowerMILL进一步扩展了其固定轴5轴加
工功能和连续5轴加工功能.它现在包含有新的
SW ARF加工功能,5轴轮廓和裁剪功能以及5轴投影加工功能.5轴加工刀具路径可基于通过点或指向点加工或是自直线或到直线或驱动曲面加工产生(见图3).用户可全面控制前倾和侧倾角，从而使加工安全
可靠.
(2)支持全系列刀具.
使用PowerMILL进行5轴加工的另外一个非常
重要的优点是它支持使用全范围的不同类型的切削刀具，这些刀具包括Endmill,Taperedcutter，和Ball—nose,Tipped-radius及Off-centre,Tipped-radius等.现在有些系统仅限于使用Ball—nose或Endmill，很显然，仅使用这两种类型的刀具有时并这不是最有效的刀具选择.
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图3可全面控制前倾和侧倾角的连续5轴加工(3)刀具夹持和刀具的5轴碰撞检测.
PowerMILL自动对产生的全部刀具路径进行刀具
夹持和刀具的5轴碰撞检测，这样可确保加工过程中不出现过切，这对加工叶轮，螺旋桨，工模具内部的小型型腔尤其重要.拥有专门的叶轮，叶盘加工功能(见图4).
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塑料拖把头
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图4叶轮加工及5轴碰撞检测
(4)5轴加工优势.
Delcam针对航空航天及模具制造5轴加工实际
需求而开发一系列加工方式,PowerMILL提供加工通过点或指向点及到直线或自直线加工,PowerMILL可自动调整主轴前倾角和侧倾角，以获得最佳切削条件及避免主轴与工件的碰撞.在不同的加工情况，选择
各式刀具应用如平刀，锥形刀，以提升加工品质及切
削效率，并且PowerMILL中的大多数加工策略都可采用5轴加工方式来实现，而达到最优化的加工工
艺. PowerMILL用于叶轮，叶片加工的连续5轴加工技术, 使5轴数控加工技术在加工连续，平滑，复杂曲面方
面更加简单，更安全.
5轴加工大大降低刀具的损耗，虽然使用高速加
工机可设定快速切削.缩短工时，但刀具磨耗往往是
只发生在刀尖，这样做相当可惜且浪费.使用5轴加
工就有所不同了，刀具除了刀尖切削外，更多时候是
使用刀腹切削，所以刀具利用率提升很多.
另外,PowerMILL还支持悬臂多轴，机器人多轴等
特殊应用领域的编程需要.
PowerMILL5轴功能的友好界面与方便的操作方
式，学习起来非常快捷，使操作者能在很短的时间内
掌握在过去认为非常复杂5轴编程.
5轴设备的昂贵价格使用户对程序的安全性，可
真空抽气机组靠性，平稳性提出了更高的要求,PowerMILL的全程防过切功能，很大程度上解决了困扰拥有5轴设备用户
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