PowerMill
英国Delcam Plc公司开发的软件
PowerMill是由英国Delcam Plc(达尔康公司,后被美国欧特克公司收购)开发的一款CAM系统。PowerMill是Delacm公司积累了40多年数控加工经验,在旗舰产品Duct的基础上,推翻采用了30余年的UNIX内核,彻底改变传统混合型CAD/CAM结构体系,以当代制造加工专业需求为重点方向,重新开发、并于20世纪90年代初成功发布的基于Windows平台、面向工艺特征的、符合工程化概念的新一代智能型CAM软件。
PowerMill是独立的加工软件包,它可基于输入产品模型而快速生成优质的切削刀具路径,它易于操作,计算速度快,有良好的防止过切编程算法,被业界誉为目前最优秀的加工编程软件之一。在工业发达国家中PowerMill被广泛的用于三轴、多轴及高速加工编程,同时也被众多高速加工机床制造商作为高速、多轴加工中心的配套支撑软件。PowerMill本身无CAD功能,其产品数据来源可以是由其他CAD软件产生的实体、曲面、STEP文件、IGES文件、STL文件,也可以是来自同是Delcam公司开发的另外一款CAD软件PowerSHAPE的实体或曲面模型。
欧特克公司于2018年3月推出PowerMill 2019,添加了许多新的实用功能。PowerMill软件的特色功能及典型应用场景包括变余量加工、赛车线加工技术、摆线加工技术、定义加工策略模板、参数设置及切削刀具路径计算并行处理。
基本属性
主要特性
PowerMILL具备完整的加工方案,对预备加工模型不需人为干预,对操作者无经验要求,编程人员能轻轻松松完成工作,更专注其他重要事情。同时也是CAM软件技术具有代表性的,增长率较快的加工软件。
PowerMILL可以接受不同软件系统所产生的三维电脑模型,让使用众多不同CAD系统的厂商,不用重复投资。
PowerMILL是独立运行的、智能化程度最高三维复杂形体加工凸轮系统。CAM软件系统与CAD分离,在网络下实现一体化集成,更能适应工程化的要求,代表着CAM技术最新的发展方向。与当今大多数的曲面CAM系统相比有无可比拟的优越性。
实际生产过程中设计(CAD)与制造(CAM)地点不同,侧重点亦不相同。当今大多数曲面CAM系统在功能上及结构上属于混合型CAD/CAM系统。无法满足设计与制造相分离的结构要求。PowerMILL实现了CAD系统分离,并在网络下实现系统集成,更符合生产过程的自然要求。
PowerMILL系统操作过程完全符合数控加工的工程概念。实体模型全自动处理,实现了粗、精、清根加工编程的自动化。编程操作的难易程度与零件的复杂程度无关。CAM软件操作人员只要具备加工工艺知识,只需2-3天的专业技术培训,可对非常复杂的模具进行数控编程。
PowerMILL的Batchmill功能,实现了根据工艺文件全自动编程,为今后CAD/CAPP/CAM一体化集成打下了基础。
PowerMILL的特点总结如下:
系统易学易用,提高凸轮系统的使用效率;
计算速度更快,提高数控编程的工作效率;
优化切削刀具路径,提高加工中心的数控刀具效率;
支持高速加工,提高贵重设备的使用效率;
支持多轴加工,提升企业技术的应用水平;
先进加工模拟,降低加工中心的试切成本;
无过切与碰撞,排除加工事故的费用损失。
兼容数据
PowerMILL支持包括IGES、VDA-FS、STEP、ACIS、Parasolid、Pro/E、CATIA、UG、IDEAS、SolidWorks、SolidEdge、Cimatron、AutoCAD、Rhino3DM、DelcamDGK和DelcamParts在内的广泛的CAD系统数据资料输入。它具有良好的故障容许度能力,即使输入模型中存在间隙,也可产生出无过切的加工路径。如果模型中的间隙大于公差,PowerMILL将提刀到安全Z高度;如果模型间隙小于公差,切削刀具则将沿工件表面加工,跨过间隙。
加工策略
PowerMILL以其独特、高效的区域清除方法而领导区域清除加工潮流。这种加工方法的基本点是尽可能地保证刀具负荷的稳定,尽量减少数控刀具方向的突然变化。为实现上述目标,PowerMILL在区域清除加工中用偏置加工策略取代了传统的平行加工策略。
赛车线加工
PowerMILL中包含有多个全新的高效初加工策略,这些策略充分利用了最新的刀具设计技术,从而实现了侧刃切削或深度切削。在这中间最独特的是Delcam拥有专利权的赛车线加工策略。在此策略中,随切削刀具路径切离主形体,初加工刀路将变得越来越平滑,这样可避免刀路突然转向,从而降低机床负荷,减少刀具磨损,实现高速切削
摆线加工
摆线初加工是PowerMILL推出的另一全新的初加工方式。这种加工方式以圆形移动方式沿指定路径运动,逐渐切除毛坯中的材料,从而可避免刀具的全刀宽数控刀具。这种方法可自动调整刀具路径,以保证安全有效的加工。
自动摆线加工
这是一种组合了偏置初加工和摆线加工策略的加工策略。它通过自动在需切除大量材料的地方使用摆线初加工策略,而在其它位置使用偏置初加工策略,从而避免使用传统偏置初加工策略中可能出现的高切削载荷。由于在材料大量聚积的位置使用了摆线加工方式切除材料,因此降低了切削刀具切削负荷,提高了载荷的稳定性,因此,可对这些区域实现高速加工。
残留粗加工
残留刀具路径将切除前一大刀具未能加工到而留下的区域,小刀具将仅加工剩余区域,这样可减少数控刀具时间。
PowerMILL5在残留初加工中引入了残留模型的概念。使用新的残留模型方法进行残留初加工可极大地加快计算速度,提高加工精度,确保每把刀具能进行最高效率切削。这种方法尤其适合于需使用多把尺寸逐渐减小的刀具进行切削的零件。
高速精加工
PowerMILL提供了多种高速精加工策略,如三维偏置、等高精加工和最佳等高精加工、尾旋等高精加工等策略。这些策略可保证切削过程光顺、稳定,确保能快速切除工件上的材料,得到高精度、光滑的切削表面。
三维偏置精加工
此策略无论是对平坦区域还是对陡峭侧壁区域均使用恒定行距,因此使用这种类型的精加工策略可得到完美的加工表面。使用了螺旋选项的螺旋偏置精加工策略,由于切削刀具始终和工件表面接触并以螺旋方式运动,因此,可防止刀具在数控刀具表面留下刀痕。
等高精加工
这是一种刀具在恒定Z高度层上切削的加工策略。可设置每层Z高度之间的刀具的切入和切出,以消除刀痕。也可选取此策略中的尾旋选项,产生出无切入切出的螺旋等高精加工刀具路径。
最佳等高精加工
高速精加工要求刀具负荷稳定,方向尽量不要出现突然改变。为此,PowerMILL引入了一组合策略,亦即能对平坦区域实施三维偏置精加工策略,而对陡峭区域实施等高精加工策略的最佳等高精加工策略。
螺旋等高精加工
PowerMILL中的另一独特的精加工策略是螺旋等高精加工策略。这种加工技术综合了螺旋加工和等高加工策略的优点,切削刀具负荷更稳定,提刀次数更少,可缩短加工时间,减小刀具损坏机率。它还可改善加工表面质量,最大限地减小精加工后手工打磨的需要。可将这种方法应用到标准等高精加工策略,也可应用到综合了等高加工和三维偏置加工策略的混合策略-最佳等高精加工策略中。使用此策略时,模型的陡峭区域将使用等高精加工方法加工,平坦区域则使用三维偏置精加工方法加工。
变余量加工
PowerMILL可进行变余量加工,可分别为加工工件设置轴向余量和径向余量。此功能对所有切削刀具类型均有效,可用在3轴加工和5轴加工上。
变余量加工尤其适合于具有垂直角的工件,如平底型腔部件。在中国航空工业集团有限公司中,加工这种类型的部件时,通常希望使用初加工策略加工出型腔底部,而留下垂直的薄壁供后续工序加工。PowerMILL除可支持轴向余量和径向余量外,还可对单独曲面或一组曲面应用不同的余量。此功能在加工模具镶嵌块过程中会经常使用,通常型芯和型腔需加工到精确尺寸,而许多公司为了帮助随后的合模修整,也为避免出现注塑材料喷溅的危险,愿意在分模面上留下一小层材料。
固定轴5轴加工
倾斜主轴后,PowerMILL的全部策略均可应用于3+2轴加工。这样即可加工倒勾型面或使用短切削刀具加工深型腔。
"现在我们可加工以前不可能方便、有效地加工的区域。此外,以前需使用一系列长刀具加工的难加工型面,现在加工起来不再困难。方便的刀具切入切出,使我们可使用较短的刀具加工,这样,改善了加工表面质量,从而可减少包括EDM在内的很多后续加工。"
连续5轴加工
PowerMILL提供了很多可广泛应用于航空航天工业、汽车工业以及精密加工领域的一些5轴加工策略。连续5轴加工允许用户在复杂曲面、实体和三角形模型上产生切削刀具路径。PoweMILL丰富的加工策略和全部切入切出和连接都可用在5轴加工上,可使用全系列的切削刀具进行5轴加工编程,且全部刀具路径都经过了过切检查。
"5轴加工节省了我们很多时间,仅用两次工件装卡设置就可完成全部加工。"
特色功能
高效的刀具路径连接
PowerMILL的设计宗旨是尽可能地避免刀具的空程移动。选取最合适的切入切出和连接方法,可极大地提高数控刀具效率。
刀具路径修圆功能
在激活此功能时,PowerMILL会尽可能地用圆弧拟合切削刀具路径中的尖角,从而使具有"前视"(look-ahead)功能、预知后续刀具路径情况的新型CNC机床能在加工过程中保持更稳定的进给率。这些圆弧在CNC刀具路径中以G2或G3命令输出。
如果加工过程中需提刀,则可在提刀移动中增加一圆弧运动,这样使进给率保持不变或是仅具有较小的改变,从而保证刀具能以光顺的路径运动。它也可减少对机床的冲击,改善加工表面质量,避免刀痕的产生。
刀具路径编辑
PowerMILL提供了一套完整的切削刀具路径编辑工具,可对产生的刀具路径进行编辑、优化并进行仿真模拟,系统将仅保存用户选取的刀具路径。
"PowerMILL最大的优势是计算速度快、编辑功能强和文件管理容易。残留精加工功能尤其适合于进行精细加工,看到精加工后的光洁的零件表面,我简直不敢相信我的眼睛。"
刀具夹持碰撞检查
PowerMILL可检查刀具夹持和工件间是否存在碰撞。系统将指出以下情况:
1)是否发现碰撞
2)碰撞出现深度
3)避免碰撞所需的最小切削刀具长度
4)出现碰撞的刀具路径区域碰撞检查对话视窗功能非常齐备,可根据需要在刀具夹持上添加任意多的部件,也可保存定义的刀具夹持或是重新调用以前保存的刀具夹持。如果发现碰撞,则系统将提示将刀具伸出加长到能避免碰撞的最小长度。在高速加工中,最好是尽可能地缩短刀具伸出长度,以减小震动,延长刀具寿命。
加工切削实体仿真
PowerMILL提供集成一体的加工切削实体仿真,用户可仿真模拟完整的加工切削过程,检查过切、碰撞、顺铣/逆铣和加工质量等切削情况,而节省上机床实际试切加工的成本。PowerMILL的加工切削实体仿真模块可局部放大察看、旋转察看,并继续加工仿真,提高了加工切削实体仿真的效率。
机床仿真和碰撞检查
PowerMILL5增加了机床仿真和碰撞检查模块。此功能既适用于已定义的标准类型的机床,用户也可根据需要定义自己的机床模型。
机床仿真模块允许用户在屏幕上看到实际加工中将出现的真实情况,使用不同的加工策略来比较加工结果。这项功能对5轴加工机床尤其有用。机床仿真将指出超出机床加工范围的区域以及可能出现碰撞的区域。使用此机床仿真功能可确保能最大限度地应用机床的功能,例如,用户可知道将工件置放于机床床身的不同位置或使用不同的夹具所产生的不同结果,可查看哪种零件放置方向能得到最佳数控刀具效果。
加工策略模板
PowerMILL允许用户定义加工策略模板,这样可提高具有相似特征零件的CAM编程效率。例如,许多公司使用经验常用的加工策略加工模具的型芯或型腔,在这种情况下就可产生一加工策略模板来规划这些操作,从而减少重复工作,提高凸轮工作效率。
支持刀具
PowerMILL支持包括球头刀、端铣刀、键槽铣刀、锥度端铣刀、圆角偏心端铣刀和刀尖圆角端铣刀在内的全部刀具类型。使用刀尖圆角盘铣刀还可加工倒勾型面。
正确的切削刀具选取可提高表面加工质量和减少加工时间。
选项模块
除了本身的基本模块外,PowerMILL还提供了丰富的选项模块供用户选择,以适应特殊用户的特殊需求。PowerMILL提供的选项模块如下介绍:
PS-Surfacer
PS-Surfacer是PowerMILL的选项模块,使用它可在PowerMILL中编辑曲面。此模块可用来:
·删除或复盖不需加工的特征,如需钻削加工的孔特征、EDM放电加工的几何特征。
·修改输入的CAD模型中的不良裁剪
·为5轴投影加工产生参考驱动曲面
DelcamElectrode
DelcamElectrode是PowerMILL的选项模块,使用该模块可快速、简便地在车间直接设计和加工电极。仅用几分钟即可自动为复杂型腔产生出三维无碰撞的型腔加工电极及电极夹持、工艺设置清单和加工电极的切削刀具路径。
PS-OptiFEED
PS-OptiFEED模块用来分析由PowerMILL产生的刀具路径并自动调整进给率,从而得到稳定的材料数控刀具率。使用PS-OptiFEED可节省多达50%的加工时间,提高生产效率。使用PS-OptiFEED还可降低刀具和机床的磨损,改善加工表面质量,降低机床操作人员的劳动强度。
PowerMILLAutoCAM
AutoCAM是一全新的基于知识库的智能加工系统,它可自动产生出安全可靠的加工切削刀具路径。在普通CAM系统上,即使是一个有经验的操作者需使用许多小时完成的编程工作,使用PowerMILLAutoCAM最多需几分钟即可完成全部处理过程设置。更突出的是,系统所选用的加工策略、数控刀具刀具、切削速度和进给均绝对安全,决无过切之虑,它最大限度地减少了刀具损坏的可能性,产生的刀具路径可放心地用于无人值守加工。
车间编程
PowerMILL极快的计算速度以及易学易用的特点使很多企业将它用在车间编程。车间编程有很多优点,它可更加科学地分配CAD人员和车间工程技术人员的工作量,产生出效率更高的切削刀具路径,减少停机时间,从而提高产品质量,缩短交货时间。
二次开发
PowerMILL软体本身提供了两种接口:
(1)VB;
(2)宏命令.
在实际工作中,由于每一个使用人,遇到的工件难易不同,加工的方法不同,很难做出一个通用的自动化编程二次开发软件。但在一些特定的加工领域,是可以做出自动化编程的二次开发软件
以注射模为例,EDM电极占CNC加工量的20%~40%.对CNC编程人员来讲N%2%~50%.而这些EDM电极80%是简单类型的。PowerMILL二次开发软件就是针对这些%2
编写过EDM电极CNC程序的人都知道,一般每个电极的加工工艺,从开始粗加工到最后精加工,用到的参数基本都是一样的”区别只是一些小切削刀具使用的多与少。如何使编程人员在编写程序时,缩短每一电极在相同参数的地方使用的时间,也就是实现自动化编程,是每一个管理者思考的问题。
PowerMILL就提供了一个功能——宏命令。具体如何使用宏命令在这里就不做详细的介绍。但那些宏命令只能提高一部分效率。可不可以提高得更多更智能化?回答是肯定的。这就需要通过专业的编写软件人员的协助。有些公司由于自身条件的限制,实现这些就有一定的困难。
具体的功能如下:
(1)自动把IGS,PAT等文件转换为DGK文件,并自动生成一个和工件名相同的文件夹#并自动保存。
(2)可以一次载入多个文件。填写在每一个文件相对应的参数:底座高度、粗、中、精火花位(有的地方称为放电间隙)和选择加工类型。
(3)填完参数后,点批处理。软件就会让PowerMILL执行事先在软件设定的参数。每一个加工类型里面的参数都不同。现已经按不同的电极,所用的切削刀具和加工策略的不同,大概分了40多种”在这40多个类型中还可以再细分。
(4)算完一个工件软件就会自动保存,再算下一个工件。
(5)全部算完后”编程人员就只需单独打开算好的程序,对每一个工件的程序进行修改。如:修剪多余的刀路、移动下刀点等。由于加工类型里的参数是从PowerMILL宏文件转换过来的,所以有些需要小一点的刀精加工的地方,还是要靠人工来判断,写计算机程序
(6)改完程序后,点下”后处理”.软件就会根据事先设定好的后处理文件(.OPT文件),自动后处理到你指定的目录里。如果有相同的文件名,会自动复盖旧的.
(7)打印程序单。程序单上可以反应很多基本的参数.
由于软件可以根据填写的底座高度、粗、中、精火花位,来自动来调整PowerMILL参数,所以不必做很多宏文件。
在实际应用中,由于软件的自动化程度非常高。一个初级编程员,一个星期后就可以编写中等难度的电极程序。大大的减少了CAM软件对人的依赖,也对CAM软件的人才的梯队培养提供了方便。
一个中级CNC程序编程人员,一天8h,编写的EDM电极程序量在20~45个。使用自动化软件后一天编写的EDM电极程序量在80~100个。还不包括粗、中、精的程序。大大的提高了编程人员的效率,并在软件自动算程序的时候,编程人员可以去处理一些其它的事情。
主要客户
中国一汽东风汽车集团有限公司上汽大众哈飞汽车格力电器等这些中国顶级企业;波音公司(波音公司)、普惠公司(普惠)、Toyota(丰田汽车)、GM(通用)、福特汽车公司(福特)、Volkswagen(大众)、MercedesBenz(奔驰)、Matsushita(松下电器)、佳能(佳能)等。
参考资料
目录
概述
基本属性
主要特性
兼容数据
加工策略
赛车线加工
摆线加工
自动摆线加工
残留粗加工
高速精加工
三维偏置精加工
等高精加工
最佳等高精加工
螺旋等高精加工
变余量加工
固定轴5轴加工
连续5轴加工
特色功能
高效的刀具路径连接
刀具路径修圆功能
刀具路径编辑
刀具夹持碰撞检查
加工切削实体仿真
机床仿真和碰撞检查
加工策略模板
支持刀具
选项模块
PS-Surfacer
DelcamElectrode
PS-OptiFEED
PowerMILLAutoCAM
车间编程
二次开发
主要客户
参考资料