基于Edgecam的智能化车削编程技术研究

2019-03-28

制造业自动化 2019年3期

（安庆职业技术学院机电工程系，安庆 246003）

0 引言

传统的CAM软件大多采用对话式编程，要求编程人员手工设置加工环境、设置刀具、切削参数等操作，不同的零件需要重复设置，编程耗时耗力且容易出错。Edgecam软件提供的智能编程功能，可实现自动设置坐标原点；自动查找出所需加工的特征类型；为零件的每个加工特征逐个应用加工策略；按工艺逻辑自动生成刀具路径。通过智能化编程可以有效减少生成刀具路径时额外的输入操作，不同零件无需重复设置，可实现“一键”编程，缩短编程时间，提高编程效率。

1 Edgecam智能化编程的介绍

Edgecam智能化编程可去除编程过程中的人工操作，改由软件自动生成。其编程流程如图1所示。

图1 智能化的编程流程

Edgecam支持从UG、Solidworks、Pro/E等主流CAD软件中读入零件模型。模型输入后，利用Edgecam强大的特征查找工具，可按照工艺顺序自动查找出所需加工的特征类型，对于自动查找出来的特征应用加工策略。Edgecam策略管理器是一个非常易于使用的、类似于流程图的工艺定制工具，把加工工艺参数融入其中。Edgecam自定义策略加工可为实体模型提供快速可靠的编程，从而提高生产效率。该方式可有效避免编程时的重复性工作，使编程工作达到一致性和自动化。

2 具体应用案例

图2所示零件图为项目研发过程中风机设备上的一个关键部件，由于处在研发阶段，需要根据设计方案的不同，试制不同规格的零件，以测试效果，同时需要随时对零件尺寸进行修改。从图中可以看出，不同型号的试制零件的基本外形大致相同，均为球形，只是在外径、长度、孔径和有无凸缘几个方面有所不同。利用Edgecam的智能编程功能，可以在导入不同型号的零件模型后自动生成刀具路径和NC代码，省去了传统CAM编程软件中重复输入毛坯尺寸、刀具数据、加工工艺参数等繁琐的工作。

图2 四种规格球形零件图

3 工艺分析

以图2中(c)型零件的加工为例，零件外形为球形，中间有通孔且有公差要求，毛坯为圆钢锯床下料，材料为20CrMnTi，具体工艺如下：1）先加工零件右半部分：在数控车床上用U钻钻孔，车右端面，粗车右半边半球外形，留0.5mm余量，粗镗精镗内孔至公差。2）再加工零件左半部分：掉头安装，数控车床上安装内涨芯轴利用加工好的内孔和右端面定位装夹，车左端面保证零件总长至公差，内孔倒角。粗车左半边半球外形，留0.5mm余量，精车外形球轮廓至公差。

4 智能编程流程

4.1 特征识别

针对零件右半部分的加工，Edgecam自动识别需要加工的车削特征和孔特征。在自动查找车削特征时，选择只查找前端面特征，软件就会自动识别出右半部分需要加工的特征。如图4所示，软件自动查找出四个特征：通孔、前端面、正向车削、正向镗削，并且按照工艺先后顺序排列。

4.2 策略定制

Edgecam软件内置了部分制定好的策略文件，可以直接调用，但是一个策略只能加工一种特征。针对本案例，希望利用一个策略加工四种不同的特征，因此就需要自定义一个策略文件，针对自动识别出的四种特征均可调用，实现自动编程的功能。具体的右半部分加工自定义策略流程如图3所示，图中标出了各个节点的定义

图3 车削策略流程

在Global（全局变量）中自定义一个全局变量，名称“featuretype”，属性类型为字符串。在数据节点“特征判断”中，设定以下判断条件：

“Feature.Turn.Location”为edgecam中系统定义的特征变量名，属性类型为“enumeration”，用以区分不同的特征。“特征判断”节点就是根据四种不同特征的“Feature.Turn.Location”变量类型，给“featuretype”进行赋值。例如：当特征为前端面车削时，Feature.Turn.Location=TLOC_FACE，那么featuretype ="Face"。Featuretype的值用来决定后面流程图的走向。通过“钻孔？”“端面？”“外圆？”“镗孔？”四个判断节点，来判断当前是哪个特征，该调用哪种子策略进行加工。

例如在判断节点“钻孔？”中，判断Global.featuretype ="Drill"是否为真，如果为真，表明该特征为通孔特征，这时执行“钻孔”子策略。如果不为真，则继续往下判断是否为其他特征类型。子策略钻孔定义流程图如图4所示。

由于零件的孔径各不相同，在实际加工中，需要Edgecam能够根据孔径的大小智能选择对应直径的钻头。在刀具库中已经建立了20mm、25mm、30mm、35mm等规格的U钻，通过数据节点“根据孔径选择钻头” 进行智能调用。