产品创新数字化峰会有奖征文：Delcam 高速、高效、五轴高可靠性加工及在线质量控制技术

    在过去几年，中国大量引进国外先进加工设备，检测设备，在硬件方面已经达到了较高的水平，解决了中国在机械加工制造领域的硬件问题，继而引出的是先进的CAD/CAM系统的引进与采用，同时也到了并非解决CAM软件有没有的问题，而是寻求更高的层次的高速、五轴技术，如何提高加工加工效率、编程质量、提高机床安全性、设备利用率、节约刀具成本等，另外在国际上更先进的制造技术，例如：数控机床在线质量控制系统（OMV），自适应加工（FIXTURE）等在空客、波音/麦道、GE航空、NASA、Hyde集团、Goodrich大量应用的先进技术，在国内仍然需要进一步引进消化以决定是否可以一棍子打死。制造业的木桶原理同样存在，一个环节的落后，导致的结果将仍然是整体落后。
   
    CAD/CAM在国内众多的企业有广泛应用，并且具备相对较高的水平，"较高"只是针对国内自身水平、较大企业内部不同车间或分散应用单位相对而言，那么，提高CAD\CAM更深层次的应用水平而非软件本身，更多的依赖软件提供的技术、软件新的功能进行真正意义的高速加工、高效加工应用。
   
    1.高速高效加工
   
    高速加工切削系统主要由高速切削的高速加工中心、高性能的刀具夹持系统、高速切削刀具、安全可靠的高速切削CAM软件系统，因此说高速加工是一项庞大的工程。
   
    高速加工设备的大量应用，对编程系统的要求越来越高，价格昂贵的高速加工设备对软件提出的更高的要求--安全性、有效性。高速加工走刀速度是常规加工的10倍或更高，任何编程过程的失误如过切、干扰、碰撞等都会造成非常严重的事故，而且由于高速运动，无法靠人工急停来预防，高速加工设备是非常贵重的设备，任何意外事故都会给企业造成不可估量的损失，需要CAM系统必须具备全自动的（而不能是半自动或人工的）防过切，防碰撞功能，确保NC指令的绝对安全性，是对高速加工设备提出的一个基本要求。另外要保证刀具路径的光滑平稳，来确保零件加工质量和机床主轴等部件的寿命，以及刀具在切削过程中载荷均匀性。CAD模型的质量也是非常重要（本文不做讨论）。
   
    A、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）尽可能地保持刀具负荷的稳定，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，把刀具路径看成赛车在跑道内高速行驶，赛车可以偏离跑道的中心，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，自动摆线加工选项，摆线加工是利用刀具沿一滚动的圆的运动来逐次、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可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。
   

    B、干涉检查及后编辑：
   
    在编程过程中，你可以用你要用于加工的实际刀具长度，刀夹尺寸进行干涉检查，系统可以根据你的设置快速检查刀具、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，PowerMILL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。用高速加工状态下，完全避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将更加严重。高的运转速度使操作者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 检查刀具加工路径及仿真检查进行结果校验，高速加工状态下，刀具碰撞和过切问题显得更加严重。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。
   
    C、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，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，切削时切削速度根据余量的变化曲线