高效的五轴加工编程

 

 

1951年在德国海特斯海姆市成立的ColorMetal有限责任公司是一家精密模具制造商，现有职工100多名。在3,500平方米的厂区内，这家企业每年为汽车工业、电子和电气工业、钟表和医疗器械领域中的企业设计和制造近200种新的、结构复杂的注塑模具。用这些模具生产的产品大多数都是双色或者三色的塑料制品，例如黑白两色或者灰色的汽车中控台。

 

1993年OtmarGutmann先生与妻子Monika一起接管了这家公司。他在谈到多色注塑时说道：“要求很高、难度很大。尤其是当我们只有一台双组份注塑机可以使用时。但我们找到了一个好的解决方案——利用辅助供料单元。”

 

五轴粗、精加工技术

 

精心编写和优化的模具加工程序是企业成功的基础，2011年时，在Gutmann先生的带领下，ColorMetal开始尝试五轴铣削加工。据他回忆：“购置了五轴加工中心之后，我们的模具制造效率提高了很多，质量也越来越好了”。但是，一个问题出现了，原来使用的CAM系统不适应新购置的五轴铣削加工中心，特别是无法再用它来模拟编写好的加工程序，这也使得辅助模块没有达到预期目标。

 

在OPENMIND应用技术公司技术咨询人员的强烈推荐下，ColorMetal公司引进了五轴加工用的CAM系统hyperMILL，并获得了这一软件系统的14项使用许可权。ColorMetal公司的五名职工负责编写2.5D的粗铣加工程序，九名职工负责编制五轴精加工程序。“不管是自动对刀还是加工程序的模拟都没有比这更好的了，它的操作使用非常简单，而且为每一种重要的铣削加工工艺提供合适的编程方法。”公司CAM编程部门的负责人MarkusOrtlieb先生满意地说道。

 

自动化过程用的宏

 

借助于智能化功能和宏技术，hyperMILL软件系统让Ortlieb先生高效地完成了五轴铣削加工程序的编制，以及典型的2.5D模拟显示，包括2D轮廓铣削。“有了这一功能，孔加工和型腔加工的编程都实现了标准化。”Ortlieb先生说道。

 

由于ColorMetal公司使用不同的颜色来标识零件的轮廓形状信息的，因此，公司也规定了一些专用的、对技术服务商也有约束力的轮廓设计和颜色标准。利用软件系统的图像识别功能可以自动识别被加工零件的几何特征和切削加工信息。如果用户将所有的切削加工步骤都纳入到一个宏中，则复杂的切削加工专业知识将都能保存在一个数据库中，并且随时可以反复调用。使用时，hyperMILL软件系统的用户只需选择一个宏，点击一下开始按钮软件系统就可以自动开始编写五轴加工程序了。这种自动化意味着节约了大量的时间，而且具有很高的过程可靠性。

 

 

Ortlieb先生还认为系统中五轴加工策略是hyperMILL软件系统的一大优势：“在其他计算机辅助制造系统中，多次模拟常常要使用同一个加工循环。这就会导致机床的运动不佳，加工出来的零件表面质量和精度常常不合格。”

 

各种情况下都适用

 

ColorMetal公司最常使用的加工策略是五轴平面精铣和五轴投影精铣以及五轴清根加工。CAM技术的专业人员非常喜欢hyperMILL中的一些细节：“在选择加工区域时，我不会像其他软件系统一样，受限于边界、曲面二者择一，而是可以将两者混合使用。”Ortlieb先生还发现后处理器的问题也有了很好的解决方案：“基本配置的后处理器就已经很好了，我们随时可以在不同情况和条件下进行配置调整。”

 

Ortlieb继续说道：“hyperMILL软件系统使设置工作变得非常简单。无需费力地定义不同方向的工作坐标，即所谓的框架，我只需将我的刀具放在需要的位置，然后hyperMILL就可以一键定义工作坐标。”Ortlieb发现：这一功能对于肋类零件的编程特别有利。CAM系统还提供了其他实用功能，例如不同策略的快捷：“如果您最初想用三轴策略铣削一个曲面，但后来发现这是不可能的，则可以快捷地用五轴策略来替换原来的策略。甚至对于要求苛刻的零件，hyperMILL的五轴编程也像3D编程一样容易。”他发现自动分度功能是非常有帮助的，可在一个策略中实现对几个不同加工方向的区域进行编程。该方法自动搜索各个铣削区域和/或刀具路径的无碰撞定轴加工轨迹。如有必要，也可以自动在局部进行五轴联动铣削。Ortlieb断言：“这样一来，我避免了不必要的多轴联动加工，因为其中最慢的轴会拖延设备整体的加工速度，这最终是以加工时间为代价的。”