基于知識(shí)的汽車?yán)錄_模具數(shù)控編程

1、基于知識(shí)的汽車?yán)錄_模具數(shù)控編程,韓 小 寒2007年6月21日,汽車?yán)錄_模具編程工具軟件(PMPT),,中國(guó)汽車模具行業(yè)面臨的機(jī)遇,中國(guó)汽車模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的激烈性,比亞迪的深圳工廠,河北興林的重慶工廠,保定長(zhǎng)城的模具中心,民營(yíng)模具制造企業(yè)如雨后春筍般誕生，并且都處于高盈利時(shí)期。,解決辦法,,面對(duì)模具制造的諸多問題,1、型面工藝清角程序加工效率低；2、無過切(立軸程序轉(zhuǎn)換為3+2軸程序)，無碰撞3D型面無人化加工；3、沖孔模

2、具凹?？祝寄Ｌ?窩座)孔程序化加工；4、修邊模具刃口輪廓的加工(3維的刃口輪廓程序)；5、拉延凹模凹R角的空開加工；6、程序刀具信息的管理；7、編程數(shù)據(jù)庫(刀具庫、機(jī)床庫、編程模板)的建立；8、加工程序的信息管理與傳遞；9、2D(模具的結(jié)構(gòu)面)程序化加工的實(shí)現(xiàn)；10、數(shù)控加工過程中現(xiàn)場(chǎng)問題的解決；11、編程過程中各種的批處理；12、3+2加工過程中的過切、碰撞分析；13、程序問題更改處理；14、刃口輪廓加工刀具補(bǔ)

3、償問題；15、……,,提高技術(shù)水平,提高工作效率,硬件先進(jìn)與人才短缺矛盾,,,,,,,,計(jì)算一筆帳,每臺(tái)數(shù)控對(duì)外加工費(fèi)用：500元/小時(shí),每天工作時(shí)間20小時(shí),每月工作時(shí)間：26天,每年每臺(tái)設(shè)備對(duì)外加工費(fèi)用：,500元/小時(shí)*20小時(shí)*26天*12月=312萬元,若一臺(tái)數(shù)控銑床效率提高10%，每年多創(chuàng)造的加工費(fèi)用：,312萬元*10%=31.2萬元,貴公司數(shù)控臺(tái)數(shù)*31.2萬元=？？？,PMPT的目標(biāo)：提高效率20%,如何提高效率,,

4、,,,數(shù)控編程技術(shù),數(shù)控加工技術(shù),數(shù)控機(jī)床宏命令,模具制造經(jīng)驗(yàn),,,,,,,PMPT(汽車?yán)錄_模具編程工具),汽車?yán)錄_模具編程工具軟件(PMPT)是基于英國(guó)DELCAM公司的PowerMILL軟件，針對(duì)汽車?yán)錄_模具的特點(diǎn)而開發(fā)的專用編程工具。,PMPT適合汽車?yán)錄_模具數(shù)控編程加工，主要的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)模具3D的自動(dòng)加工，2D程序(自動(dòng))化加工，提高編程、數(shù)控加工效率，降低加工成本，快速產(chǎn)出，縮短模具的制造周期，適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求。從數(shù)模的

5、分析、程序的編制、程序加工狀態(tài)分析、刀具的動(dòng)態(tài)管理、后處理以及3D自動(dòng)加工，都可以在本數(shù)據(jù)庫中實(shí)現(xiàn)。,數(shù)控編程技術(shù),數(shù)控加工技術(shù),數(shù)控機(jī)床宏命令,模具制造經(jīng)驗(yàn),,1、提高數(shù)控的加工效率；2、提高模具的數(shù)控加工質(zhì)量，減少鉗工的工作量，縮短模具的制造周期；3、節(jié)約人力資源，降低勞動(dòng)成本；4、作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化；編程過程規(guī)范精細(xì)化；產(chǎn)品質(zhì)量自動(dòng)化；制造管理數(shù)字化；5、有利于模具制造過程中的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)的積累，有助于企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展(豐

6、田技術(shù)發(fā)展模式)；6、實(shí)現(xiàn)刀具的動(dòng)態(tài)管理，降低刀具的使用成本與庫存成本；7、有利于將制造經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為技術(shù)文件共享；8、提高企業(yè)的制造技術(shù)水平形象和行業(yè)地位。,PMPT實(shí)現(xiàn)模具制造數(shù)控全自動(dòng)加工的優(yōu)點(diǎn),,,將數(shù)控制造經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為技術(shù)文件,——數(shù)控編程基礎(chǔ)模板,根據(jù)本公司的相關(guān)技術(shù)文件、機(jī)床使用規(guī)章以及數(shù)控加工經(jīng)驗(yàn)建立數(shù)控編程模板，可以將編程過程簡(jiǎn)單化、標(biāo)準(zhǔn)化。提高NC編程和加工效率。 即使沒有編程經(jīng)驗(yàn)的程序員，使用編

7、程模板，也可以編制出適合本公司數(shù)控加工標(biāo)準(zhǔn)的NC程序。 最重要的是，編程模板中可以包含以往的數(shù)控編程、加工經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且會(huì)不斷的積累、完善。有利于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累和保存。數(shù)控編程模板中主要包含：1、加工策略：針對(duì)不同的制件制定不同的加工策略2、刀 具：根據(jù)不同的加工策略選擇不同的刀具3、參數(shù)設(shè)置：根據(jù)加工策略、加工方式等設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，將數(shù)控加工效率最大化4、程序清單與快照：自動(dòng)生成NC程序清單，使NC程序參

8、數(shù)一目了然，數(shù)控加工操作者領(lǐng)會(huì)編程員的編程意圖。5、配刀清單：對(duì)刀具的統(tǒng)一管理、發(fā)放使用，使刀具使用率最大化。,,,將數(shù)控制造經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為技術(shù)文件,——刀具路徑樣板模板,將模具的制件按類型(側(cè)圍、四門兩蓋、翼子板、其他)分類，分別編制一樣板項(xiàng)目作為模板項(xiàng)目，在以后編制相同制件的程序時(shí)，只需要將樣板項(xiàng)目調(diào)入，無論編程員是否有編程、加工經(jīng)驗(yàn)，都可以編制出合理的數(shù)控加工用NC程序。,,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫—刀具庫,建立真實(shí)的刀具庫是數(shù)控編程、加工過程中

9、非常必要的事情。在編程使用真實(shí)的刀具，可以設(shè)置合理的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給以及其他的切削參數(shù)，從而提高模具的數(shù)控加工質(zhì)量和加工效率。還可以對(duì)刀具系統(tǒng)的管理(數(shù)控加工配刀、刀具集中管理)，降低模具加工刀具的庫存量和使用成本。對(duì)于模具的數(shù)控加工制造，建立真實(shí)的刀具庫是件一勞永逸的事情。,,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫—機(jī)床庫,建立真實(shí)的機(jī)床庫(或機(jī)床頭庫)是數(shù)控編程、加工過程中非常必要的事情。有真實(shí)的機(jī)床庫可以將數(shù)控加工過程中干涉、碰撞問題控制在工藝編程階段，不至于在

10、數(shù)控加工過程中發(fā)現(xiàn)問題后在解決，造成工件壓機(jī)床而耽誤生產(chǎn)。 對(duì)于模具的數(shù)控加工制造，建立真實(shí)的機(jī)床庫(或機(jī)床頭庫)是件一勞永逸的事情。,,3D全自動(dòng)加工,數(shù)控編程人員，無須懂得數(shù)控機(jī)床的操作過程和機(jī)床自帶的宏程序，只需要按照自己編程的意圖，在自動(dòng)加工模塊的界面上選定條件，即可完成自動(dòng)加工主程序的連接，自動(dòng)生成數(shù)控加工用主程序。,,程序中包含了自動(dòng)換刀、測(cè)刀、預(yù)熱、自動(dòng)換輔助頭、換輔助頭后W軸自動(dòng)差值補(bǔ)償、主軸功率限定、加工刀具伸出

11、長(zhǎng)度合法判斷、刀具折斷判斷等功能信息。 在加工開始前，操作者把本次加工所需的加工程序全部傳入機(jī)床的硬盤中。按照刀具信息單把加工用刀具放入機(jī)床刀具庫中，然后僅執(zhí)行此主程序即可完成模具3D型面的全部加工內(nèi)容。,自動(dòng)加工用主程序,,分層清角,此功能解決了傳統(tǒng)清角效率低的問題。清角層深0.6-0.8mm,直徑20mm和16mm的球頭刀具，清角速度可達(dá)4000mm/min。并且加工效率、刀具的損耗、機(jī)床精度的保持與傳統(tǒng)的清角方式相比，

12、都有極大的改善。特別在側(cè)圍和門內(nèi)板的拉延件加工中，效果尤為明顯。分層清角也是實(shí)現(xiàn)3D全自動(dòng)加工的前提。,其他任何CAM軟件都沒有解決適合汽車?yán)錄_模具清角的問題。,,車門內(nèi)板實(shí)際編程刀路,國(guó)產(chǎn)普通硬質(zhì)合金刀具,,清角前的狀態(tài)及加工時(shí)間,,,加工時(shí)間對(duì)比：,局部加工狀態(tài),傳統(tǒng)清角方式：D30刀具理論進(jìn)給1800mm/min，D20刀具理論進(jìn)給3200mm/min，清角理論時(shí)間106分鐘。 分層清角方式：D20刀具，理論時(shí)間52

13、分鐘，實(shí)際加工時(shí)間76分鐘。加工效率提高：>40%,,刀具動(dòng)態(tài)管理,每年消耗的刀具成本幾百萬元。 有刀庫的機(jī)床數(shù)控加工用刀，如果定刀具管理，會(huì)提高刀具的庫存成本。動(dòng)態(tài)配刀可最大限度的控制刀具的庫存成本，并且會(huì)給數(shù)控操作者更多可使用的刀號(hào)(操作者手動(dòng)加工至少需要20以上的固定刀位，包括找正、做基準(zhǔn)等常用刀具刀柄等)。還可以減少操作者配刀的輔助時(shí)間。,由數(shù)控機(jī)床操作員來準(zhǔn)備加工過程中所要使用的刀具，是很浪費(fèi)時(shí)間的。這

14、樣增加了設(shè)備停機(jī)時(shí)間，直接影響了加工效率。 因此在工件上數(shù)控設(shè)備加工之前，由專人根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，按照刀具信息單，配好刀具。再將刀具直接安裝到數(shù)控機(jī)床刀具庫內(nèi)或用配刀車送至操作者那里(對(duì)沒有刀庫的機(jī)床)。這樣不僅節(jié)省時(shí)間，而且安全可靠，又便于刀具的管理，節(jié)約刀具成本(實(shí)際刀具成本占模具加工成本很大一部分比例）。,,配刀信息表,,自動(dòng)生成的配刀信息清單：,,拉延凹模凹R空開加工,在鉗工調(diào)試階段，往往將拉延凹模的凹R打空開，避免合模發(fā)生

15、干涉，也有利與拉延成型。傳統(tǒng)的解決方法是通過修改加工數(shù)模實(shí)現(xiàn)。修改數(shù)模的工作量不僅很大，效率又很低。本功能在不更改數(shù)模的前提下，實(shí)現(xiàn)了數(shù)控拉延凹模凹R的空開加工。,,擺角加工碰撞分析,在編制程序時(shí)采用立軸編程,但在實(shí)際加工過程中會(huì)因刀柄、刀夾、機(jī)床頭等與工件干涉，或者避免數(shù)控加工時(shí)產(chǎn)生刀具震顫刀痕，在保證加工效率刀具不伸長(zhǎng)的前提下用輔助頭擺角加工。對(duì)此種程序，編程員要給出準(zhǔn)確的不過切、不碰撞的機(jī)床頭B、C擺或A、C擺角度。此功能解決了立

16、軸編程，給出實(shí)際擺角加工需要的B、C擺或A、C擺角度的問題。,,3D輪廓加工,在修邊模具或拉伸模具的輪廓加工時(shí)，采用3D輪廓軸向分層銑、徑向分層銑不僅可以減少加工過程中對(duì)機(jī)床精度的影響，還可以延長(zhǎng)刀具的使用壽命，極大的提高數(shù)控的加工效率。與傳統(tǒng)的2D輪廓加工相比，加工效率可以提高50%左右。,,旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系過切分析,編程時(shí)，有時(shí)需要編制擺角編程擺角加工程序，或者編制旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系(機(jī)床功能)程序(RTCP程序)，還有時(shí)需要連續(xù)分析數(shù)模是否過切

17、(類似下切陰影),或者需要給出實(shí)際加工擺角范圍，便于數(shù)控操作者加工。此功能實(shí)現(xiàn)了建系與連續(xù)分析功能。,,孔位銑孔,孔位銑孔功能是根據(jù)孔位數(shù)據(jù)文件實(shí)現(xiàn)各種銑孔加工，如導(dǎo)柱孔、襯套孔、沖孔凹模套窩孔、各種空開孔等，可實(shí)現(xiàn)多種方式加工，與傳統(tǒng)的手動(dòng)加工和粗鏜孔加工相比，效率都有很大的提高。,六種銑孔方式：1、僅鉆孔2、僅單次加工3、僅軸向銑孔4、僅徑向銑孔5、先軸向后徑向銑孔6、先徑向后軸向銑孔,,程序反向銑處理,為了提高加工效率

18、，節(jié)約刀具成本以及加工效果，有對(duì)稱件的模具需要出順逆銑兩套程序。此功能實(shí)現(xiàn)對(duì)正件刀路處理后變?yōu)閷?duì)稱件加工用刀路，包括輪廓、單筆清角、多筆清角(也需要與正件程序不同)、特殊方式加工型面刀路的處理以及自動(dòng)命名。,,刀具路徑后處理,建立適合本公司數(shù)控生產(chǎn)要求的后處理格式，在編程和數(shù)控加工過程中，無需做不必要的程序更改(程序的名稱、程序頭尾格式等)，避免因誤操作引起的碰撞事故。從而把一些與后處理有關(guān)的問題控制的初期，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決問題。提高編程

19、、數(shù)控加工效率。 抓拍刀具路徑加工對(duì)應(yīng)部位為圖片形式，讓操作者通過圖片了解NC程序加工的對(duì)應(yīng)部位以及走刀方式等，極大的方便數(shù)控加工。,,刀具路徑快照,操作者對(duì)每個(gè)NC程序加工的對(duì)應(yīng)部位一目了然，有助于提高數(shù)控的加工效率。,,,,碰撞檢查批處理,,實(shí)際加工時(shí)，莫氏柄(斜柄)刀具不可伸長(zhǎng)，為了保證切削效率和刀具的切削能力，小直徑的刀具伸出長(zhǎng)度受到限制。PowerMILL本身帶機(jī)床碰撞檢查需要授權(quán)，檢查速度又慢。碰撞檢查批處理不僅可以

20、限制刀具伸出長(zhǎng)度，還可以把機(jī)床頭作為刀夾的一部分進(jìn)行碰撞檢查。,刀具路徑清單,自動(dòng)產(chǎn)生刀具路徑清單,可自定義輸出參數(shù).,插銑曲面清角,特殊的清角方式,特別適合車門內(nèi)板等深R角落加工.,部分2D加工功能羅列,三維實(shí)體設(shè)計(jì)使2D程序化加工成為現(xiàn)實(shí)。在國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)沒有毛坯照相技術(shù)的前提下實(shí)現(xiàn)2D程序化加工，是急需解決的問題。2D程序化自動(dòng)加工是節(jié)約人力資源；提高數(shù)控加工效率和加工質(zhì)量；縮短模具制造周期的一條捷徑。,,2D鉆孔攻絲,國(guó)內(nèi)技

21、術(shù)發(fā)展較快的模具制造企業(yè)都把消滅模具鉗工作為發(fā)展的一個(gè)目標(biāo)，所以數(shù)控加工技術(shù)是首要發(fā)展的條件之一。 2D在數(shù)控機(jī)床上全部加工，是保證積木式裝配的前提。 鉆孔攻絲是縮短后續(xù)模具裝配制造周期的一個(gè)重要因素。,同時(shí)產(chǎn)生中心孔、鉆孔、攻絲三個(gè)程序,2D平面加工,可同時(shí)產(chǎn)生試刀程序、粗加工程序和精加工程序,2D輪廓加工,2D立面加工,2D插銑徑向銑,2D壓板槽加工,2D壓板槽倒角,2D圓孔加工,2D插角加工,先用鉆銑刀清

22、除鑲塊窩座R處的加工余量，保證以后窩座輪廓加工可以順利進(jìn)行。,2D勾畫加工,刀具路徑將按照鼠標(biāo)任意點(diǎn)取的點(diǎn)位順序，進(jìn)行刀具軌跡的計(jì)算。,2D-CAM平面加工,目前模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平進(jìn)步很快，模具結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜。相對(duì)昂貴的工裝設(shè)備更新速度緩慢，形成了對(duì)CAM部件的機(jī)加工能力不足的局面。為解決CAM加工能力的不足，使用立軸加工CAM面以緩解3+2機(jī)床的生產(chǎn)壓力。,2D-CAM平面加工實(shí)際編程刀路,應(yīng)用球頭刀具，進(jìn)行仿形加工方式來加工CAM面。