CAMAND的接力棒——I-DEAS GM数控加工

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SDRC公司是世界上最大的CAM软件供应商之一，其CAM产品除了享誉业界的CAMAND之外，还有完全集成于I-DEAS工程环境中的加工模组GM（Generative Machining创成式加工）。GM不断汲取CAMAND先进的数控技术，融汇其绝大部分功能和优点，形成了全新的刀具路径生成算法，成为MDA集成环境下功能超强的加工模组。GM可以直接利用I-DEAS产生的实体或曲面几何，或由外部的CAD系统输入的实体或曲面集合生成刀具路径；可以建立包含工件、毛坯、装夹和机床再内的完整的制造系统，从而产生高效的刀具路径并避免碰刀和过切工件。设计和加工应用单一模型，刀具路径与几何并行相关，设计变更可以自动标识，刀具路径按照新的几何自动更新，充分发挥团队协同研发的优势。同时软件内贮的规则和方法便于工艺知识和经验的获取及复用，有助于工艺过程的标准化和编程的智能化与自动化，并辅助用户迅速作出正确可靠的加工方案，将制造自动化的理念和哲学体现得淋漓尽致。
面向团队的协同制造　　　　特征驱动的智能加工
在I-DEAS集成环境中，作为下游应用，工艺决策和刀径生成可以在产品最终版本发布之前与设计和仿真并行进行，编程员通过参考几何模型方式访问的零件，而不是简单地拷贝零件的几何信息。当零件设计变更时，刀具路径根据参考几何的变更自动更新，保证编程处理始终在零件的最新版本上进行。而且编程员还可以根据工艺要求向设计工程师提出修改建议，从而使制造与设计密切协同。GM提供了直观交互的作业计划帮助组织工艺过程以及对加工工艺作出正确决策，并通过作业管理制造信息如毛坯、装夹和工序，规划零件所需的全部数控操作。零件、装夹和毛坯与加工相关联，软件自动跟踪零件、装夹和毛坯在每次加工后或调整装夹方式后的变化，标识受到影响的刀径无效，提示编程员作出是否更新刀具路径决定。
GM提供了强大的刀具和夹具的设计能力，允许建立定制化的、易于修改和共享刀具库和夹具库，并且刀具的修改是交互的、可视化的。并且可以利用零件、毛坯、装夹和机床的实体模型布置加工环境，避免刀具与装夹发生碰撞或者过切零件，智能地决定进给量、进给速度、进刀和退刀运动。
GM允许创建加工方法文件，其中包括加工一个零件所需的具体操作如进给量、速度、刀具和加工策略。如果零件的特征信息发生变化，只需利用这个方法文件重新执行一次加工，就可以生成不同的操作或加工参数。GM内置了一系列工艺规则，编程员可以有选择地利用这些规则重新计划工序，以优化工艺顺序，减少加工时间。
高效便捷的粗加工　　灵活可靠的精加工
　　GM提供了一系列丰富完整的铣削加工功能，包括粗加工、轮廓加工、截面加工、流线加工、导动面/零件面加工和刻字加工，编程员可以指定碰刀裕量、每个曲面的工序余量或所有被加工曲面的整体余量、刀具路径相对与几何的插补误差等。可以指定过切检查面进行过切检查，通过指定刀具在一次操作中不可达的表面为非检查面避免进行过切检查，以提高刀径生成的速度。刀径生成算法沿整个周长和整个刀长进行过切检查和碰刀检查，并且在碰刀检查时还考虑了刀柄的几何形状。如果仅想加工所选的单个曲面或组合曲面的部分区域，可以利用刀具约束截面线限制刀具在某个区域内部，避开需要特殊考虑的加工区域。
粗加工　　粗加工用来自动去除坯料，可以对非常复杂的区域进行粗加工，还可以处理2.5轴的铣削和轮廓铣削。算法能自动粗铣零件或多个曲面，甚至是组合曲面的一个子区域，自动确定切削深度以保证水平表面具有同一工序余量。毛坯利用实际坯料的实体模型表示，也可以通过平面轮廓线或最小包容长方体表示，甚至还可以通过任意大小的长方体表示，这些毛坯定义的方法都非常简单易用。粗加工可以提供：
* 基于工序余量、临界表面、多岛、刀具和零件的最终形状自动计算切削深度；
* 进给速度的自动控制；
* 与刀具类型和中间几何形状的进刀和退刀的自动控制；
* 指定最终工序余量和每次粗加工余量；
* 多种切削策略、切削方向和角度的控制，包括往复铣削、单向铣削和环绕旋进和环绕旋出铣削方式，可以指定切削为顺铣、逆铣或混合铣；
粗加工刀具路径生成时，可以避免进退刀使前一加工面作为下一加工面的起点，消除了刀具退回安全平面的运动。
轮廓加工　　　　这种铣削方式是2.5轴的加工，刀具沿着零件的轮廓等高切削，并沿机床主轴方向自上而下逐层加工，对零件的垂直表面或斜度较大的单曲面或多曲面精铣，加工出零件或曲面的外形轮廓。切削深度可以人工指定或由软件自动计算；也可以通过恒定的残留高度，考虑刀具几何与曲面曲率自动计算。软件允许控制的特征有：
利用自动计算切削深度的方式加工整个零件；
通过刀具直径的百分比或绝对值指定切削深度；
变切削深度以得到恒定的残留高度；
多遍切削——利用一把刀进行半精铣和精铣；
顺铣和逆铣；
自动刀补。
截面加工（Copymill或靠模铣）　　　　传统意义上的Copymill是刀具沿一定的角度的一系列平行平面往复加工单曲面或多曲面。GM的Copymill除了提供这种方式外，也可以沿曲面的边界产生螺旋切削刀路，这需要指定一个截面线作为计算刀具路径的参考。截面线同时限制刀具运动的区域，以避开岛屿或非加工区域。这种加工方式常用于多曲面或曲面腔槽的精加工，残留高度比较均匀，加工效率很高。
流线加工（Flowline）　　　　流线加工可以产生与曲面的UV参数线相似的刀具路径。当选择曲面的边界作为切削线和控制线时，刀具沿曲面的两个指定为切削线的边界插值形成与曲面形状一致的刀具路径。软件允许选择零件之外的辅助点或线，从而产生多种刀路形式如螺旋刀路、散射状刀路等。如可以选择曲面的公共边界作为切削线，产生区域清根刀路。流线加工可以灵活地生成CAMAND 3轴的Flowline, Swept Plane 和Projection加工所提供的几乎所有的刀路形式。可控制的特征包括：
　　切削方向和步长；
　　往复走刀次数；
　　进刀和退刀等。
导动面/零件面加工（Drive/Part）　　刀具与导动面和零件面相切，同时加工导动面和零件面。常用于清根操作。
刻字加工（Manual）　　这种加工方式可用于在曲面的表面刻字。通过选择曲线指定刀具的运动，通过投影方式在曲面上刻字，也可以用于曲面表面的开槽等加工。可控制的特征包括左右偏置控制、刻字深度指定切削深度等。
切触点　　　　GM可以自动计算和显示刀具与被加工曲面的切触点，以快速分析已切削区域和未切削区域，同时切触点可来定义下一道加工时刀具的约束区域。
连接　　　　在加工有岛或有孔的曲面或者不连续的区域时，GM允许控制刀路的连接方式，连接前一段的终点和后一段的起点，当刀具遇到孔或间隙时，可以根据间隙宽度决定直接越过或者提刀。GM可以直接处理复杂的情况如外部输入的有间隙的曲面、有重合的曲面或不连续的斜坡面等。对于截面线加工和流线加工，也提供了多种刀具转弯的选择。
进刀和退刀　　　　GM提供了多种进退刀控制，根据零件、坯料的形状和刀具类型自动决定刀具的起点、终点和进退刀的方式。为了刀具缓降和提起和有多种定义方式如垂直进刀、斜线进刀、沿路径进刀、圆弧进刀、平面内进刀、从落刀孔进刀、提升退刀、斜线退刀、圆弧退刀和平面内退刀等，并且安全面的定义也有几种方式。众多直观的进退刀控制用以优化刀路，保护刀具，避免过切零件和夹具。
灵活全面的钻孔　　智能多样的车削
钻孔加工　　　　GM提供了手工和自动钻孔的功能。它利用孔的特征信息如孔径、深度、公差和表面光洁度，选择所需的加工操作与刀具进行钻孔加工。可选择的钻孔操作有钻削、中心钻、平底扩孔、尖底扩孔、攻丝、镗孔、铰孔、锪孔和垂直进给铣孔加工。还可以指定具体的钻孔加工参数如孔底停顿、螺纹导向、螺距、断屑回程距离和最小的单次进给深度。
软件提供了多种方法孔的选取和排序，可以根据孔在曲面上的位置、刀轴方向或直径选取，还可以自动布置钻孔次序，或者按照选择的次序、最短距离或沿坐标方向自动排序，同时也可以指定刀具的进入点和退出点。
车削加工　　　　GM支持2轴多刀架的车床，通过用户自定义的坯料，GM自动计算车削过程中连续变化的毛坯模型，进行可靠的刀具卡盘碰撞验证和过切检查，并用于后续加工操作中优化车刀运动。通过机床定义可以指定各种类型的机床如车床、车铣中心和多刀架车床。编程工作直接在与设计几何相关联的实体模型上进行，可以对不同半径的外圆和断面独立指定精车余量和进给速度等，从而轻而易举地完成粗车和精车等操作。
直观的刀路模拟　　通用的后置处理
刀具运动模拟和刀路编辑　　　　GM提供了完整的刀具运动模拟。籍于加工操作的切换，显示整个刀路并单步或连续模拟，使编程员可以从各个视角验证刀具是否与装夹发生碰撞和有无过切，评价编程方案的合理性。通过一个表格界面，可以直观地编辑和修改刀路，而勿需担心句法错误。刀具编辑包括修改、删除或插入刀路等，所有的编辑将交互地显示出来。
后处理　　GM可以输出ASCII格式或二进制格式的标准刀位文件，经过GM的后处理程序C-Post或其他第三方的后处理程序生成机床控制指令。C-Post允许对任意的控制机床/控制系统建立标准的或定制的后处理器，支持2-4轴车床和车削中心、2.5-5轴联动的铣床。C-Post利用标准的文本格式建立针对某种机床的后处理器，语言简单易用，无须学习复杂的编程语言并编译形成完整的后处理器。
目前SDRC的CAM用户遍及航空航天、汽车、电子、通用机械和模具等制造领域。GM兼有编程功能强大灵活和简单易用的优点，可以控制各种参数以充分体现工艺技师的加工创意，从而获得最佳的加工方案，为用户带来明显的效益。同时我们相信I-DEAS GM会象CAMAND一样，将一如既往推动SDRC公司在计算机辅助制造领域领跑！
  
（SDRC China　秦东兴）

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