Powermill五軸模具鑲塊自動化編程系統開發

馮超

(臺州科技職業學院,浙江臺州 318020)

機械工業與裝備制造業的快速發展,使得模具工業迎來了廣闊的市場。國民經濟日益發展,國家產業政策不斷推陳出新,都使得我國模具產業迎來的快速發展的新機遇。現如今,市場對模具的需求條件也正在悄然發生改變,高質量、小批量、多種類以及急需求成為當前模具市場的特點。為了提升模具的制造效率,保證在最短的時間內高質量完成模具,實現制造自動化和智能化尤為關鍵。

1 Powermill宏定義

宏在Powermill中的定義是一組內部指令的集合。Powermill需要將具備的所有內部指令開放給用戶,而用戶便可以根據自己的需求將這些指令進行重新排列組合,形成宏文件,通過這種方式可以保證應用Powermill的時候更加具有便利性,完成操作的連貫性,免去用戶的大量重復性操作,提升工作便利程度。在Powermill當中,需要使用菜單工具欄中的顯示命令將命令對話框調出來,在Powermill中的每一步操作都能夠將內部命令激發出來,并且在對話框中作出顯示。另外,使用者還可以利用彈出的對話框將命令發送給Powermill[1]。

在計算機學科當中,宏是一種較為抽象的概念,宏的使用需要以一系列預定義的規則為依據,將一定的文本模式作出替換。在許多類似的場景當中,宏作為一種屬于也可以被廣泛應用,基本上是源自宏展開的基本概念。其中包含有宏語言和鍵盤宏。在大多數情況之下,應用“宏”這一基本概念多少會暗示著將某些動作或者是命令進行轉化,形成一系列指令。

對Powermill內部命令進行記錄的時候,宏文件便是最有效的方法,能夠實現有序集合。當Powermill中選擇宏文件錄制的時候,要完成模型的系類操作。Powermill可以自動化的將所有操作在宏文件中通過命令的方式完成寫作。若是需要對同類型模型進行編寫,只需要對宏文件進行調用即可,程序便可以自動化完成相應的操作[2]。

2 自動化編程系統方案設計

2.1 系統需求分析

五軸加工中心具有較高的精準度和效率,在工件一次裝夾的過程中便可以實現五面體加工。若是以五軸聯動的高檔數控系統相互配合,還能夠高度精準的對復雜空間曲面進行加工,滿足現代模型加工的需求。三軸數控機床一般來說X軸是指工作臺的方向,Y軸是主軸箱上下運動方向,Z軸一般是鏜桿或銑頭的進給方向。五軸分別是X、Y、Z、W、B或U軸。對鏜床來說,分別對應的是工作臺直線,主軸箱,鏜桿,滑枕和工作臺的旋轉。

在軟件開發之前,要明確自動化編程系統的基本需求。第一,設計完成的系統要以模具制造領域的基本特點作為出發點,開發完成系統要滿足企業的需求和加工條件。第二,自動化編程系統最好能夠提供具有客觀性和直觀性的人機交互操作模式,設計完成的界面要具有簡單的操作[3]。第三,運行系統的過程中要保證其安全性和可靠性,堅決不能出現因為系統自身的問題而導致崩潰。第四,系統必須要確保數據信息具有安全性,設置好用戶權限,從而提升系統運行可靠性。第五,系統要具備良好的編程效率,從而提升模具加工的效率,實現生產成本降低的目的。

2.2 系統功能設計

基于Powermill的五軸模具鑲塊自動化編程系統各個功能模塊的設計總體上分為六部分。針對每個鑲塊的加工工藝,從粗加工到最后精加工,需要重復設置的加工參數很多,如果在編寫程序時,可以縮短每一個鑲塊在相同參數的地方使用的時間,那么在編寫程序時的時間得以減少,也就是說如果實現了編程的自動化,編程效率就可以得以提升。

圖1 系統總體流程圖Fig.1 Overall system flow chart

第一部分是用戶設置模塊。這一模塊在實際應用中所實現的功能包含有添加新用戶、刪除老用戶、修改用戶密碼三部分內容,幾乎每個系統都需要以此作為支撐。

第二部分是道具管理模塊。這一模塊在實際應用中主要是集中管理道具,功能包含有導入、添加、修改以及刪除等操作。將道具的基本信息通過轉化得到能夠被Powermill運用的宏命令,直接在Powermill環境之下完成道具導入。其他操作是管理道具數據庫的基礎性操作方式。結合Power MILL軟件,對鑲塊各種結構進行分析,制定標準,包括鑲塊底座標準,刀具庫的建立及自動識別特征建立坐標等。

第三部分是工序管理模塊。這一模塊的主要功能是完成工序制定,其中包含有查詢工藝模塊和修改工藝模塊。修改工藝模板的主要內容是添加工序、修改工序和刪除工序,保證工序滿足生產加工需求。

第四部分是NC加工模塊。根據鑲塊形狀,分別對粗加工、二次粗加工、半精加工、精加工和清角進行宏錄制和編輯,設計合理工藝路線,實現標準化。

第五部分是后處理模塊,實現刀路一鍵改名、導出并生成程式單。第六部分是系統設置模塊。這一模塊所實現的功能是設置數據和權限,其中包含有初始化數據信息、備份數據信息、恢復數據信息與設置系統權限。系統總體流程如圖1所示。

圖2 數據庫設計流程圖Fig.2 Database design flow chart

2.3 數據庫設計

數據庫設計所指的是在某個具體環境之下,對數據庫的行為設計與結構設計方式。通過完成數據庫物理模式構造,加快構建起能夠滿足用戶基本功能需求的數據庫[4]。數據庫設計是開發數據庫應用系統的核心和基礎,具有反復性、完善性和團結性等基本特點。數據庫設計流程圖2所示。

3 基于Powermill的模具自動化編程系統功能實現

3.1 基于.NET的Powermill二次開發

自動化編程系統是通過使用.NET平臺完成Powermill二次開發的,在完成開發以后將會形成一個軟件系統。Powermill能夠獲得開放宏指令,控制大多數的操作。與此同時,Powermill控件將會為提供部分接口函數,其主要應用的函數如下:

連接函數GetObject。這種函數在使用中的方法是GetObject(,”Pmill.Document”)。在具體應用中所實現的主要功能是與已經正式運行的Powermill建立連接,若是在連接時沒有成功,將會返回Nothing。此時將會快速啟動CreateObject函數。這種函數在使用中的方法是Create Object(,”Pmill.Document”)。在具體應用中所實現的主要功能是啟動Powermill[5]。

執行函數是Pmill.Execute。這種函數在使用中的方法是Pmill.Execute。在具體應用中,其所實現的主要功能是將命令發送到PowerMill。

3.2 數據庫管理模塊

在用戶管理模塊對使用權限作出決定以后,數據庫管理模塊要創建與保存加工工藝,為后期的策略庫管理模塊提供必要的編程工藝,同時將最終獲得的NC清單保存到數據計算轉換模塊當中。與標準工藝數據庫相結合,完成分析模型、選擇的刀具、機床與后處理器等操作,并且將相關的數據信息進行讀取與修改。詳細而言,在數據庫管理模塊中,包含有創建數據庫,初始化數據信息、讀取基本數據信息,維護相關數據信息以及強化數據操作之間的關聯性,這也是整個系統最具有核心的部分,對提升系統運行穩定性具有積極意義[6-7]。

在數據庫管理模塊中所實現的功能總體上分為三個部分。第一部分是創建模具數控加工工藝,這一環節主要是使用.NET技術將宏文件進行格式轉換,寫入數據庫中。第二部分是從標準工藝庫中提供加工措施,完成編程計算模具的操作。第三部分是完成編程計算以后的數據信息需要通過使用后處理器完成信息處理,將其轉化為NC碼,并且在標準工藝庫中進行保存。

4 結語

制造業的發展對國家經濟發展水平提升具有極為重要的影響。在現代科學技術發展的時代背景下,提升制造業生產的自動化水平和智能化水平成為行業內的主要發展趨勢。本文立足于Powermill分析五軸模具鑲塊自動化編程系統,通過分析Powermill宏文件的基本概念以及系統的需求與設計,形成對自動化編程系統的系統性認知。