CAM探测软件

        考虑投资实现自动化程度较高的过程的车间和工厂，也许没有注意到一个已经等候在加工中心上的自动化工具。
        

该软件试图让CAM系统方便地 调用机床探头，就象调用刀具库 的刀具一样简单。（图片由 Renishaw公司提供）

        利用加工中心主轴上安装的探头，生产车间能够以多种方式节约时间和精力。加工之前，可以利用探测技术对机床上装卡的零件与零件程序的一致性进行自动确认。而且，无论工件置于工作台的什么地方，探测技术可确定它的位置，因此会消除一些耗时的准备工作。在加工过程中，探测技术可对半成品进行检查，确定完工切削量。加工完毕，可利用探测技术在机床上执行一定的检验，然后卸下零件并取走。
        
        事实上，探测技术可以通过许多方式改进效率，因此，探测装置几乎在每个工厂都没有得到充分利用的说法大概是稳妥的。
        
        这不能完全责怪工厂，探测装置使用不当的部分原因是给加工过程增加探测操作往往带来麻烦。不管选用哪一个CAM系统，都能方便地生成铣削和钻孔刀具路径。但是探测操作需要宏，而宏程序往往通过人工编码附加到NC代码上，或者直接从CNC上输入。
        
        最近推出的一些软件工具试图克服上述缺点，下面介绍的几个软件系统使探测操作的脱机编程具有更大的实用性。可以把这些系统看作“CAM探测软件” ，因为它们生成的探测程序不受机床的约束，而是可以按照每台加工中心的需要进行后处理。无论如何，本文列举的三个探测软件也代表三种不同的有关如何利用探测技术的思维方式。
        
        一个系统把装有探头的机床看成一个计量装置，该系统使程序能够在CMM和机床之间能够进行“无缝“共享，并使CMM数据的分析软件能够应用于机床探头捕获的数据。
        
        另一个系统则强调探测技术在处理特殊加工问题时的作用，该系统试图在不可预知工件的某个重要部分的情况下，使探头和加工动作相互配合。
        
        第三个系统（下述第一个），大体上只想使探测成为标准切削过程的一个比较自然的组成部分。 这个应用程序作为CAM刀具路径软件的插件，将工厂主CAM系统的影响范围延伸到探测操作。
        

此图和下图说明 PS-Fixture 软件的用途。在本图中，探 测用来识别和修正CAM工 作面与实际工件位置的差异。

        探测插件
        
        Productivity+是探测器及探测器附件制造商雷尼绍（Renishaw）提供的CAM软件插件。该插件目前可用于 Gibbs & Associates的GibbsCAM 软件。
        该插件的特点是，CAM软件利用它能够随时调用探头，就象调用刀具库中的刀具一样。也就是说，探测再也不是一个独立于刀具路径的编程对象。除了提供这种便利以外，增强把握也是一个好处。如同刀具路径一样，探测动作可以利用CAM软件自身的验证功能得到验证。
        
        这个应用程序支持零件位置探测、识别和检验，也可以同固定式对刀探头一道自动测量刀具的长度和直径。
        
        该程序的另一个版本Productivity+ Active Editor不是插件，而是一个独立的软件产品。为了适合于不含探测功能的现有CAM系统，该软件允许编程员输入和修改NC程序，把探测运动作为后续步骤附加到NC程序上。
        
        探测未知
        
        Delcam的PS-Fixture软件是该公司Power Solution系列CAD/CAM综合产品的一部分。该系列包括PowerMill软件，用来生成NC零件程序。而且包括PowerInspect软件，它能给NC零件程序提供探测例行程序。PS-Fixture的焦点介于这些程序块之间，其用途是在加工某些复杂零件的过程中使探头能够征服一些未知变量。
        
        究竟针对什么样的变量，可能因用途和工厂而不同。对一个普通零件程序来说，有三件事可以被视作已知量：工件的精确位置、工件加工前的精确形状和加工程序计划生成的精确形状。当其中任何一个因素是未知数时，PS-Fixture可以潜在地填补空白。
        

通过探测，拟加工形状的校 正可以在坯料范围内加以调 整，使工件各个部位的切削 量比较均匀。下图表示一个 较好的校正。

        实例:
        
        ◆ 未知工件位置：在许多生产用途中，工件通过定制式专用夹具精确固定在NC程序预期寻找的位置上。但是由于工件尺寸不断增大，如此精确地装卡工件变得更加困难。移动或旋转一个体积较大的工件，可能很费时间，更别说充满出错的危险了。相反，改动程序总是比较容易的——这正是PS-Fixture尝试的作法。 该软件可以先在许多点探测一个复杂工件的位置，再结合CAD 模型并通过“最佳适配”分析确定该零件的空间位置和走向，然后将移动和旋转程序坐标轴的多种偏移量发送给CNC，使程序与工件协调一致。
        ◆ 未知坯料形状：逐个铸件之间会有明显的差异，处理这个问题的一个方法是花费时间和代价对每一个铸件进行预选切削，消除偏差。然而另有一个方法可能比较有效：用探头快速检测每一个新铸件，然后采用类似于上述的“最佳适配”分析而精确计算每个铸件需要的走刀量。
        ◆ 未知工件形状 ：有些零件必须根据当前的形状进行返修，而不是根据它的CAD模型的要求。例如，涡轮叶片在使用过程中可能因高温而变形，唯一的修理方法是测量和弥补变形。为此，探测操作与能够根据探测数据而计算曲线形状的软件一道，提供可靠的修补方法。
        
        Delcam 称，与其说这个软件是一个工具，不如说是一个工具箱。任何一个代替上述所有应用软件的即装即用工具，大概都是不实用的。因此，在特殊用途下安装并有效地使用这些软件，可能需要向Delcam技术人员进行一些入门咨询。
        
        加工中心计量术
        
        Wilcox Associates公司的PC-DMIS NC软件，不仅把装有探头的机床视作一台金属切除设备，而且视作一个计量仪器。为了有效计量而开发的资源同样可以应用到加工中心上。虽然PC-DMIS NC是一个年青的脱机编程探测软件，但是它所依赖的PC-DMIS 软件产品系列，多年来一直用于CMM和其它计量设备的程序设计和数据分析。
        
        一般而言，PC-DMIS软件与设备无关，该软件的NC版不仅利用了经过CMM程序设计考验合格的用户接口，而且使CMM检验程序能够输入并“无缝”地应用到机床上。
        
        体现PC-DMIS NC软件独立性的另一个方面是管理探测操作的NC服务器，这个服务器为机床CNC传送程序并等待结果数据。通过这种方式启动的探头测量可用于零件定位、识别、检验——程序确定的一切探测用途。但是，采用独立的服务器，车间可以利用PC-DMIS软件包的报表和分析工具随时跟踪和记录探测数据。
        
        对加工车间来说，如果必须在机床和CMM上检验同一个零件，交叉式平台法的一个特点可以变成现实。例如，每个零件的常规检验也许可以在机床上进行，而随机抽样的零件要送到CMM上核实。诸如此类的检验过程往往涉及到不同的部门，比如生产工段和质量检验。这样的责任划分可能掩盖某些不必要的冗余或重复，因为两个不同的部门必须根据规定为同一个零件编制相似的检验程序。但是如果使用一个不受设备约束的软件，就可以在装有探头的机床或CMM上使用同一个程序，不管是在质量室还是在加工现场运行。
        

PC-DMIS NC采用的编程接口源于CMM程序设 计；适于CMM检验的分析工具同样可以用于机 床检验。

        加工中心的动态与CAM密切相关
        
        Delcam公司产品经理Mark Forth在一次产品演示会上介绍该公司开发CAM软件的一些新情况，提到今天的加工中心在应用方式上有两个明显的趋势。
        一个趋势是，高科技将进入更加宽泛的应用领域。一方面，高速加工中心和5轴加工中心的成本都在下降，另一方面，5轴加工和高速加工同样出现在比较小巧、容易与现有的生产操作相结合的机床上。
        
        另一个趋势是，工厂日益关注“高信赖度”加工。在越来越多的用途中，劳动力是最昂贵的资源，于是工厂把开发可预测性加工工艺作为目标；可预测性如此之高，以致于能够“委托”加工中心进行“稍加关照”的运行（在机床运行的同时操作员执行其它任务），或者在完全无人关照的条件下运行。
        两个趋势都与CAM软件密切相关，因为只有在CAM软件能够使这些工艺易于采用的时候，高速加工和5轴加工才能真正地易于采用。而且只有当软件的验证能力能够精确地仿真零件程序在机床上循环运行的表现，高信赖度加工才是可能的。
        
        一段时间以来，Delcam 一直为模具厂开发上述的CAM功能。该公司的"PowerMill"软件在许多模具厂很有名。而且，如果说该公司眼下有一个明显的趋势，那就是要把它自己的技术从（模具制造）这个已经建立的小服务环境延伸到一个更宽泛的应用范围。
        
        Delcam软件正在寻找立脚点的一个新用途是宇航加工。Delcam软件与检验软件之间的集成（integration）——最初也是为模具制造开发的，是宇航用途的一个特点，在这些用途中，零件不仅复杂，而且有非常谨慎的文件证明。
        

不仅仿真刀具而且仿真工作区－机床和 工件夹具等一切要素的能力，是高信赖 度加工的关键。

        而且，Delcam公司改进CAM以外的产品。由于立足于复杂形状的加工，Delcam正在增强"PowerShape"及其它用来设计这些形状的相关软件产品。如果处理比较简单的几何形状，竞争的一些软件公司提供较好的解决方案。然而说到设计和生产形状复杂的零件，Delcam希望提供最有效的软件包。
        
        为了服务于另一个市场（较大企业），CAD/CAM集成化（CAD/CAM integration）只是提供必要临界量的一部分。强调模具制造使Delcam一直聚焦比较小的工厂。现在，一些较大的制造商正在注意摆脱一个“作坊”软件系统、给另一个具有特别优势的CAD/CAM系统腾出空间的价值。另外，一些可能充当过这个角色的CAD/CAM系统在最近几年中消失了，创造了一些机会。Delcam称，今天最有希望成为Delcam用户的，许多不是3D CAM的新手，而是一些不再升级的现有3D系统的用户。（完）

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