智能、高效的5軸加工編程系統(tǒng)

    改善曲面精度、縮短加工時(shí)間、減少裝夾次數(shù)等優(yōu)點(diǎn)使5軸加工技術(shù)成為現(xiàn)在制造業(yè)發(fā)展中最為重要的組成部分。因此，它的發(fā)展一直牽動(dòng)著所有制造業(yè)者的目光。在歐洲，5軸加工已經(jīng)相當(dāng)普及，然而在國(guó)內(nèi)卻發(fā)展相對(duì)緩慢。究其原因，軟體功能、程序安全性和使用者的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)等都是制約5軸加工技術(shù)在國(guó)內(nèi)發(fā)展的重要因素。

    Vero Software是一家專(zhuān)業(yè)的從事制造業(yè)CAD/CAM/CAE軟件開(kāi)發(fā)的公司，軟件產(chǎn)品系列覆蓋了注塑模、冷沖模、級(jí)進(jìn)模和鞋模的設(shè)計(jì)與制造，多軸鐳射切割和線切割等，為制造業(yè)者提供一體化的解決方案，目前產(chǎn)品正被廣泛應(yīng)用于全球20000多家用戶(hù)，遍及汽車(chē)制造、電子工業(yè)、醫(yī)療器械、白色家電和航空航天等大部分制造領(lǐng)域。而作為Vero Software系列產(chǎn)品的重要組成部分，Visi-5 Axis Machining給操作者提供了一種生產(chǎn)性的解決方案，針對(duì)復(fù)雜的3D數(shù)據(jù)，使用進(jìn)階的干涉控制建立高效率的刀具路徑，將最大的滿(mǎn)足現(xiàn)代5軸加工技術(shù)的要求。

    VISI為業(yè)界提供了獨(dú)有的3D>5軸轉(zhuǎn)換功能，可以將所有的3D刀具路徑直接轉(zhuǎn)換成5軸程序，這將極大地增加原本已極其豐富的5軸策略的數(shù)量，從而能夠覆蓋所有可能的狀況。使用這種方式將使得高速加工技術(shù)能夠被運(yùn)用于5軸刀具路徑。并且這種3D>5軸轉(zhuǎn)換功能提供了智能的干涉檢查，在需要時(shí)自動(dòng)傾斜刀具以避開(kāi)工件。這種半自動(dòng)類(lèi)型的刀具路徑將極大地加快編程速度，并縮短學(xué)習(xí)周期。而功能齊備、加工策略豐富、產(chǎn)品系統(tǒng)易學(xué)易用，讓Visi-5 Axis Machining的使用者能夠輕松應(yīng)對(duì)深腔、渦輪葉片和推進(jìn)器等模具和產(chǎn)品的5軸加工。

    例如，在許多復(fù)雜模具中，經(jīng)常會(huì)遇到一些深的型腔或峭壁位置，在傳統(tǒng)的3軸加工中不得不使用加長(zhǎng)刀具和加長(zhǎng)桿，甚至需要拆電極進(jìn)行EDM加工，但是這不僅增加了加工的成本、延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期，而且增大了刀具的偏擺、多次裝夾的誤差，從而產(chǎn)生很低的表面質(zhì)量。通過(guò)采用不同的角度切削，主軸頭能被降得更低，Visi-5 Axis Machining能夠有效偵測(cè)干涉，并將自動(dòng)傾斜刀具和刀把以避開(kāi)工件或夾治具（見(jiàn)圖1）。這種策略的主要優(yōu)勢(shì)是能夠使用較短的刀具，從而增強(qiáng)刀具剛性、減少振動(dòng)和偏擺。恒定的切削負(fù)載和較高的切削速度能夠最終實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)刀具壽命和產(chǎn)生高品質(zhì)曲面質(zhì)量的效果。而在加工較為平坦的區(qū)域時(shí)，使用帶有一定傾斜角度的大直徑的牛鼻刀進(jìn)行切削，能夠產(chǎn)生較少數(shù)量的刀具路徑，從而減少加工時(shí)間，并改善曲面的品質(zhì)。

圖1 Visi-5 Axis Machining能夠有效偵測(cè)干

涉，并將自動(dòng)傾斜刀具和刀把以避開(kāi)工件或夾治具

    高曲面質(zhì)量、位置限制和旋轉(zhuǎn)軸的斜向移動(dòng)使得渦輪葉片和推進(jìn)器的加工一直以來(lái)被認(rèn)為是衡量五軸加工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，而Visi-5 Axis Machining 為成功加工這類(lèi)零件提供了所有必須的工具。Visi-5 Axis Machining以平均分配的座標(biāo)建立各條沿著制品的連續(xù)的螺旋的刀具路徑，使得刀具在切削時(shí)獲得最規(guī)則平順的接觸、穩(wěn)定的主軸負(fù)載和所有5軸最恒定的移動(dòng)，從而減少不必要的震動(dòng)對(duì)薄筋的沖擊。

    在5軸加工中，刀具微小的移動(dòng)都可能會(huì)導(dǎo)致5軸機(jī)床各軸產(chǎn)生非常大的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槊總�(gè)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)作經(jīng)過(guò)刀具、刀把和主軸而被放大。在出現(xiàn)干涉時(shí)，Visi-5 Axis Machining提供了多種平順的軸運(yùn)動(dòng)方式來(lái)完成避讓干涉的動(dòng)作。干涉的避讓策略包含了刀具沿刀具軸的提刀動(dòng)作、為刀把干涉傾斜刀具，以及以一個(gè)能夠避開(kāi)工件給定方向提起刀具等策略。除了自動(dòng)干涉避讓外，旋轉(zhuǎn)軸也會(huì)受限于自定義軸的移動(dòng)范圍，從而防止主軸超出行程。

    除了傳統(tǒng)的切削模擬，Visi-5 Axis Machining專(zhuān)門(mén)針對(duì)5軸加工提供了機(jī)床的運(yùn)動(dòng)模擬。運(yùn)動(dòng)模擬能夠使用真實(shí)的機(jī)床尺寸和各軸的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)范圍，對(duì)刀具路徑的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行機(jī)構(gòu)的安全檢查。切削刀具和刀把與毛坯、夾治具和機(jī)床上任意其他部件的過(guò)切都將被圖形化加亮顯示，并檢測(cè)各軸的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)是否超行程，讓使用者獲得最為安全的NC程序（見(jiàn)圖2）。

圖2  切削刀具和刀把與毛坯、夾治具和機(jī)床上任意其他部件的

過(guò)切都將被圖形化加亮顯示，并檢測(cè)各軸的旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)是否超行程

    市場(chǎng)上5軸數(shù)控機(jī)床的配置多種多樣，如工作臺(tái)雙擺動(dòng)、主軸雙擺動(dòng)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)與主軸擺動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)等多種形式。VISI有著一個(gè)龐大的后處理器庫(kù)，能夠適用于市場(chǎng)上大多數(shù)的機(jī)床。另外，所有后處理器完全能夠進(jìn)行客制化配置以適應(yīng)不同的需要。例如，輸出3+2軸或5軸聯(lián)動(dòng)的CNC代碼。通過(guò)傳送平順和高效的CNC代碼給機(jī)床控制器，它將減少機(jī)床上不必要的加速和減速運(yùn)動(dòng)，使得機(jī)床的運(yùn)行能夠盡可能的接近于程序中的進(jìn)給速度，這將有助于機(jī)床運(yùn)行的更快，防止突然性的方向變化，從而消除刀具上過(guò)度的壓力。

    “在引入VISI之后，我們能夠很容易發(fā)現(xiàn)車(chē)間的變化。每件事都變得非常流暢，不會(huì)再因?yàn)槌绦虻脑�因而�?dǎo)致更多的中斷，機(jī)床操作者不再需要一直站在機(jī)床旁來(lái)排除問(wèn)題。連續(xù)性和可靠性確保我們現(xiàn)在能夠比以前更準(zhǔn)確的執(zhí)行計(jì)劃。”荷蘭Plastica Thermoforming公司R&D主管Ton Proost先生如是說(shuō)。