聯動5軸加工的一個主要特征就是在切削過程中使用短刀具,從而顯著降低刀具的受力彎曲,提高加工表面質量,防止返工并大量減少了電極的運用。5軸編程中人們往往十分關注對干涉和碰撞的檢測及回避,但是對CAM系統而言,僅有這些是遠遠不夠的,系統必須充分考慮到機床的運動學與幾何學的限制條件,這對 CAM系統是一個強有力的挑戰。
5軸的應用及問題
5軸加工在航空以及船舶領域的應用已日趨成熟,但在模具加工領域的應用才剛開始。5軸加工通常分為固定5軸加工(也被稱為3+2軸加工)和聯動5軸加工。
固定5軸加工時機床主軸將會以一定傾斜角度,采用較短的刀具進行高速切削,這樣既提升切削效率,又提高了加工精度。使用這種方法可以通過設定多個加工角度完成一系列的區域加工,只需一次裝夾以避免重復定位的精度缺失,大量節省換裝時間,同時可減少后續放電加工的電極使用數量。多角度的固定5軸加工存在兩個重要的問題:一是不同角度的加工刀路必須重疊,加工時間就會延長,重疊區域也必定產生接刀痕,表面加工質量無法得到很好的保證。二是一系列的角度定義與編程非常繁瑣復雜,編程人員需要花費大量時間并且出錯的風險加大。
聯動5軸加工解決了固定5軸加工的問題,即使用非常短的刀具,也不會造成加工角度的重復。但到目前為止聯動5軸在模具加工的應用還存在一定局限性,主要體現在兩方面:一是適合于模具加工的聯動5軸加工策略比較少,這是因為聯動5軸加工過去主要應用于航空航天器材等產品,零件的加工,而這些加工策略難以滿足模具加工的要求;二是編制聯動5軸的程序需要很高的技巧,只有在豐富的經驗基礎上才能做出準確的判斷與干預。這與3軸編程差異很大,國內相應的技術人才也很匱乏。
5軸加工的全新方案
5 軸機床和5軸CAM系統在模具制造領域的實際應用是最近幾年發展起來的一項先進技術。作為全球知名的全自動CAM軟件,WorkNC在模具制造領域首次提出了一個全新的實用性極強的5軸加工解決方案:WorkNC Auto5。這種解決方案能夠簡單地將種類豐富適合于模具加工的3軸和3+2軸刀路自動轉化為聯動5軸刀路,并自動檢測碰撞和考慮機床的運動幾何學的限制條件。
WorkNC擁有豐富的針對模具加工的3軸和固定5軸的加工策略,其卓越的編程效率和操作性能已在模具制造領域得到了反復的證明。那么能否將這些優勢利用到聯動5軸呢?經過多年的研發Sescoi公司在模具制造領域首次推出了全新的實用性極強的模具5軸加工方案,這就是WorkNC的 Auto5。使用WorkNC Auto5編程人員可簡單地將任何WorkNC的3軸或固定5軸的刀路自動轉化為一個沒有碰撞,同時滿足指定機床幾何學及運動學約束的聯動5軸刀路。此外,通過設置參數還可以對轉化后的聯動5軸刀路進行平滑處理,使之更符合實際的加工要求,從而保證加工品質。
WorkNC Auto5功能模塊
WorkNC Auto5包括兩個功能模塊:3to5axis模塊和5tomachine模塊。
3to5axis模塊能夠自動將3軸和固定5軸的刀路按選定的策略轉化為聯動5軸刀路。此模塊檢測和回避刀具及刀把的碰撞。這個轉化過程是不依賴機床的幾何及運動特征。
5tomachine模塊是根據選定的機床對3to5axis輸出的聯動5軸刀路進行自動處理,檢測和回避機床的碰撞,并使該刀路滿足選定機床的幾何學及運動學的約束條件。
WorkNC Auto5巧妙地解決了標準5軸加工策略應用的局限性,大大拓展了聯動5軸加工在模具加工領域的實用性,而其傳承了WorkNC的3軸編程的高效、自動和簡單的編程理念,使現有的編程序人員迅速掌握聯動5軸加工編程的先進技術變為可能。
WorkNC Auto5關鍵技術
采用聯動5軸加工模具型腔或其相關零部件具有很多優點,但是在軟件層面上編程人員歷來面臨著4個關鍵問題,而這些問題很大程度上限制了5軸加工在模具制造領域的普及應用。針對這些問題,WorkNC Auto5提出了相應的解決方案,使繁雜的5軸編程在模具制造領域如3軸編程一樣簡單輕松。
1.聯動5軸加工的安全性
安全性問題主要指機床在加工運動過程中主軸和工件或機床臺面的碰撞和干涉。由于聯動5軸刀軌的空間運行軌跡難以直觀地把握,這也使得大部分數
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