POWERMILL中文教育资料10.doc

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1、9. 刀轴限界刀轴限界简介简介可在 PowerMILL 中设置机床的刀轴限界刀轴限界，定义一旋转工作半径，从而在多轴刀具路 径产生过程中，使刀轴不超过该工作半径范围。由于不同的机床具有不同的配置， PowerMILL 统一将角度限界以方位角方位角和仰角仰角来描述。方位角和仰角方位角和仰角 方位角方位角是在 XY 平面上自 X 0 逆时针方向旋转的角度；仰角仰角是自 XY 平面向上提起 (+90) 或向下落下 (-90) 的角度。. 限界限界设置位于刀轴方向表格刀轴方向表格中。仅可在刀轴刀轴设置不为垂直垂直或固定方向固定方向，同时勾取勾取了刀刀 轴表格轴表格的定义定义页面中的刀轴限界刀轴限界选项

2、后有效。必须勾取 方可访问 限界限界标签9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.2Issue PMILL 10 Five Axis删除全部删除全部，重设表格重设表格。 从目录 D:userstrainingPowerMILL_Datafive_axisTool_Limit 输入输入两个模模 型型 JoyStick.dgk 和 JoyStickBase.dgk 。仅选取模型模型 JoyStick （底座之上部分），按模型限界模型限界计算毛坯毛坯。 产生一直径直径为 16mm，长度长度为 60 的球头刀球头刀 BN16。 增加增加一顶部直径顶部直径 16，底部直径底部直径

3、 16，长度长度 40 的刀柄刀柄。 增加增加一顶部直径顶部直径 50，底部直径底部直径 35，长度长度 40 的夹持夹持。 增加增加一顶部直径顶部直径 50，底部直径底部直径 50，长度长度 60，伸出伸出 90 的夹持夹持。 打开快进高度表格快进高度表格，设置安全区域安全区域为圆柱体圆柱体，方向方向矢量为 I 0 J 0 K 1 ，点 击按安全高度重设按安全高度重设按钮，自动设置合适的半径半径和下切半径切半径值。 使用安全区域安全区域圆柱体圆柱体选项在连接连接过程中将重新 定向，从而得到一光顺的刀轴运动。同时将开始点和结束点开始点和结束点设置为使用使用毛坯中心安全高度毛坯中心安全高度。 按

4、以下数据设置切入切出和连接切入切出和连接：切入切出切入切出 -无无 延伸延伸 -无无 连接连接 短短 -曲面上曲面上长长 -掠过掠过缺省缺省 -掠过掠过点击刀具路径策略刀具路径策略图标 ，从精加工精加工表格中选取曲面投影精加工曲面投影精加工选项。 重新命名重新命名刀具路径为 BN16-LimitsUnset ，严格按照下图在曲面投影精加工曲面投影精加工 和刀轴方向刀轴方向表格中输入相应的值（此时请勿应用应用表格）。选取球球之下的圆倒角圆倒角和圆柱圆柱（两张曲面两张曲面）。 打开部件余量部件余量表格 并获取获取 两张已选曲面曲面到其中一行。 设置该行的加工方式加工方式为碰撞碰撞并应用应用表格。9

5、. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.4Issue PMILL 10 Five Axis点击屏幕底部的命令视窗命令视窗，键入以下命令行：EDIT SURFPROJ AUTORANGE OFF EDIT SURFPROJ RANGEMIN 2 EDIT SURFPROJ RANGEMAX 2设置曲面投影范围曲面投影范围为 +-2 后，可阻止 刀具路径无限制地投影到模型的底部。选取球球为参考曲面参考曲面。 应用应用并接受接受表格。 右击右击其中一条最低的刀具路径刀具路径， 从弹出菜单选取自最近点仿真自最近点仿真选 项。然而问题仍然存在，因为刀具运动超出 机床的旋转限界旋转

6、限界，而且刀具夹持刀具夹持明显的 和底部形状碰撞。 下面通过将策略应用到 DMU50 Evolution 机床来进一步演示加工过程 中刀轴超出旋转限界的情况。右击浏览器浏览器中新产生的刀具路径，从弹出菜单选取自开始仿真自开始仿真。此命令将打开仿真仿真工具栏（如果还未打开）。从主主下拉菜单选取查看查看工具栏工具栏机床机床，打开机床定义工具栏机床定义工具栏。点击输入机床模型输入机床模型图标，从目录 PowerMILL DataMachine Data 选取文件文件 dmu50v.mtd。确认点击了显示显示不显示机床不显示机床图标 ，在屏幕上显示机床。当前零件原点 (用户坐标系用户坐标系) 和机床原

7、 点 (顶部 旋转工作台中心)相匹配，为 此，零件底部当前嵌进了机床床身。为 对此进行补偿，需产生一新的，位置更 合适的用户坐标系用户坐标系。随后将此新的用户用户 坐标系坐标系注册到机床定义机床定义工具栏。 右击右击浏览器中的模型模型，从弹出菜 单选取属性属性，获取零件尺寸。9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.6Issue PMILL 10 Five Axis产生一新的用户坐标系用户坐标系 MTD-datum ，将它移动移动 Z-50。 将新的用户坐标系用户坐标系 MTD-datum 注册到机床定义机床定义表格 (注：没有必要激活激活此 新的用户坐标系用户坐标系)

8、。零件于是立即相对于新的用户坐标系用户坐标系重新定位。 选取从前从前 (-Y) 查看查看并放大放大加工区域。点击仿真仿真工具栏中的刀具查看点刀具查看点图标。开始仿真仿真 ，直观观察零件加工。机床 DMU50 的角度限界角度限界为 X 90 Y 360 ，转换成方位角方位角和仰角仰角后，其方位角方位角 限界为 0 到 360 ，仰角仰角限界为 0 到 90 。在刀具路径超出此范围前，屏幕上将出 现一警告信息，指出将超出刀轴限界刀轴限界。为能计算出刀具路径，在刀具路径计算过程中将应用实际的刀轴限界刀轴限界。右击浏览器浏览器中的刀具路径刀具路径，从弹出菜单中选取设置设置，复制复制那条原始的 刀具路径

9、刀具路径并将它重新命名重新命名为 BN16-LimitsSet 。在刀轴方向刀轴方向表格中 选取刀轴限界刀轴限界选项，激活限界限界页 面（勾取显示刀轴显示刀轴，查看限界）。 选取限界限界页面，严格按下图在表格中输入相应的值。勾取显示限界显示限界球的绿色绿色区域代表允许的刀轴角度刀轴角度区域。接受刀轴方向接受刀轴方向表格。 选取前面所述的两张曲面，应用应用并接受接受表格。9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.8Issue PMILL 10 Five Axis右击浏览器浏览器中的刀具路径刀具路径 BN16-LimitsSet ，从弹出菜单选取附加激活刀具到附加激活刀具到

10、 开始开始。仿真仿真此刀具路径。 将限界限界页面中的方式方式设置为移去移去 刀具路径刀具路径后，仅旋转限界旋转限界范围内 的曲面部分被加工。右击右击刀具路径 BN16-LimitsSet ，从弹出菜单选取设置设置，访问曲面投影精加曲面投影精加 工工表格。 选取重新使用重新使用 ，在刀轴方向刀轴方向表格 中选取限界限界页面，严格按照下 图在表格中输入相应值。接受刀轴方向接受刀轴方向表格。 选取前面所叙的两张曲面，应用应用并接受接受表格。 右击浏览器浏览器中的刀具路径 10bnLimitsSet ，从弹出菜单选取附加激活刀具到附加激活刀具到 开始开始。仿真仿真此刀具路径。限界限界表格中将方式方式设

11、置为移动刀轴移动刀轴后，曲面被全部加工，当刀轴刀轴到达最大旋转轴限界 后刀轴刀轴被固定。 9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.10Issue PMILL 10 Five Axis定义多轴加工限界定义多轴加工限界 刀轴限界刀轴限界选项允许用户在产生多轴刀具路径过程中控制刀具的角度限界。指定的限界 具有不同的格式，具体格式和回转轴配置类型相关。为此，需将它们转换成统一的方方 位角位角和仰角仰角，以和 PowerMILL 兼容。回转轴的配置变化很大，但许多也都大同小异，大体来说也就存在三种基本的加工配 置：旋转台旋转台 旋转台旋转台 两个回转轴都移动旋转台 主轴主轴 主

12、轴主轴 两个回转轴都移动主轴 主轴主轴 旋转台旋转台 一个回转轴移动主轴，另一个回转轴旋转台下面的几个范例为您演示如何将机床的角度限界转换为方位角方位角和仰角仰角。删除全部删除全部并重设表格重设表格。从主主工具栏点击刀轴刀轴图标 。 定义刀轴刀轴为前倾前倾侧倾侧倾并设置前倾前倾侧倾侧倾角度为 0 。选取刀轴限界刀轴限界选项 ，激活限界限界页面。 打开限界限界页面。 选取表格中的显示限界显示限界选项。 选取 Iso 1 查看查看。选取显示限界显示限界选项后，图形视窗出现一代 表可使用的加工角度限界的球。 球的绿色绿色部分代表可加工部分，红色红色部分 代表不可加工部分。缺省设置覆盖了全部 加工范围

13、，因此全部球都为绿色绿色。工作台工作台 工作台工作台 两个回转轴均驱动工作台。如果上面的工作台工作台回转形式机床角度 限界指定为： X 30 Z 360 机床的 Y 轴限界相当于方位角方位角或是垂直于 XY 平面的角度限界。Y 轴限界 360 转换 成方位角方位角即方位角方位角限界为 0 到 360 。机床的 X 轴限界相当与 XY 平面上的仰角仰角，但它们并非相同的角度，使用下图可更好 地说明这点。机床是相对于 Z 轴测量测量角度范围的，而 PowerMILL 则是相对于 XY 平面测量。因此，PowerMILL 的角度限界是机床角度限界的余角余角。也就是说机床的 X 限界 30 转换成仰角

14、仰角限界则为 60 到 90。保留缺省的方位角方位角设置，按下图修改表格中的仰角仰角值，更新加工限界。9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.12Issue PMILL 10 Five Axis于是屏幕上的刀轴限界刀轴限界球即使用修改过的值更新。假设另外一工作台工作台 - 工作台工作台回转形式机床具有以下角度限界: X 100 Y 360转换成方位角方位角限界即为 0 到 360 ；转换成仰角仰角限界即为 10 到 90 。将角度限界角度限界表格中的仰角仰角值修改为 (-10 到 90) ，更新加工限界（如下图所示） 。于是屏幕上的刀轴限界刀轴限界球即使用修改过的值更

15、新。主轴主轴 主轴主轴 两个回转轴都驱动主轴。假设上图所示的主轴主轴主轴主轴回转的机床的角度限界指定 为： X 60 Z 360假设上图所示的主轴主轴主轴主轴回转的机床的角度限界指定为： X 60 Z 360 机床的 Z 轴限界相当与方位角方位角或垂直与 XY 平面的角度限界。在 PowerMILL 中 Z 轴 限界 360 转换成方位角方位角限界为 0 到 360。机床的 X 轴限界相当与 XY 平面上的仰角仰角。机床的角度范围是相对于 Z 轴的，然而 PowerMILL 的仰角仰角是相对与 XY 平面测量，因此， PowerMILL 的角度限界即是机床 角度限界的余角余角。为此，机床的 X

16、 轴限界 60 转换成仰角仰角限界即为 30 到 90。假设另外一个主轴主轴主轴主轴回转机床角度限界为： X 50 到 +60 Z 360 于是转换为方位角方位角限界 0 到 360 ，仰角仰角限界 30 到 90 。这个范例不同的地方是机床限 界跨过 XZ 平面，PowerMILL 将使用最大的旋转值 (+60)，这样主轴可绕 Z 轴旋转 180 ，以到达最大范围 +60 (否则将为 -50)。将表格中的仰角仰角值修改修改为 (30 到 90) ，更新加工限界，其情景如下图所示。.9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.14Issue PMILL 10 Five A

17、xis于是屏幕上的刀轴限界刀轴限界球即使用修改过的值更新。主轴主轴 工作台工作台 一个回转轴驱动主轴，另一个回转轴驱动工作台。假设上面的主轴主轴工作台工作台回转机床的角度限界为： X 40 Z 360机床的 X 轴限界相当于 XY 平面之上的仰角仰角，对 PowerMILL 而言即是机床仰角仰角的余 角。因此，X 轴限界 40 转换成仰角仰角限界为 50 到 90 。将表格中的仰角仰角值修改为 (50 到 90) ，更新加工限界。于是屏幕上的刀轴限界刀轴限界球即使用修改过的值更新。应用刀轴限界到陡峭侧壁底部圆倒角应用刀轴限界到陡峭侧壁底部圆倒角删除全部删除全部并重设表格重设表格。 打开打开第四

18、章保存的项目项目： D:userstrainingCOURSEWORKPowerMILL-ProjectsPunch2 产生一直径直径为 20mm ，长度长度为 70 的球头刀球头刀 BN20 。 增加增加一顶部直径顶部直径 20，底部直径底部直径 20，长度长度 40 的刀柄刀柄。 增加增加一顶部直径顶部直径 75，底部直径底部直径 40，长度长度 60 的夹持夹持。 增加增加一顶部直径顶部直径 75，底部直径底部直径 75，长度长度 60，伸出伸出 100 的夹持夹持。 选取选取绕主部件底部的圆倒角圆倒角。点击刀具路径策略刀具路径策略图标 ，从精加工精加工页面选取曲面投影精加工曲面投影精加

19、工选项。 严格按照下图在曲面投影精加工曲面投影精加工表格中输入相应的值并应用应用表格。9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.16Issue PMILL 10 Five Axis可见在曲面投影精加工曲面投影精加工过程中，刀具 (bn20) 垂直于圆倒角曲面圆倒角曲面 (如果应用缺省前倾前倾侧侧 倾倾 0)，这将会在侧边和底部都出现碰撞碰撞。下面将应用刀轴限界刀轴限界来解决此问题同时使刀 具对齐定位在机床旋转限界之内。右击浏览器浏览器中的刀具路径刀具路径 SurfProj_NoLim ，从弹出菜单选取设置设置选项，重 新打开产生该刀具路径的曲面投影精加工曲面投影精加工表

20、格。点击曲面投影精加工曲面投影精加工表格中的图标 ，复制复制刀具路径并重新命名重新命名为 SurfProj_Lim30-75 。 使用原始曲面投影精加工曲面投影精加工表格中相同的值和设置，并严格按照下图右边的刀刀 轴方向轴方向表格填写表格并应用应用表格。应用刀轴限界刀轴限界后，刀轴将限制在相对于 XY 平面 30 到 75 度仰角仰角范围。点击显示限界显示限界 方框后，屏幕上会出现一表示刀轴限界刀轴限界的阴影为粉色的球。下页中的两个图显示了刀 具附加到刀具路径上、下部分后的情况，由此可清晰地看到应用指定的刀轴限界刀轴限界后的 效果。 将这两个图和前面未应用刀轴限界刀轴限界的那个图进行对比，看看有什么不同。9. 刀轴限界刀轴限界 PowerMILL Five Axis9.18Issue PMILL 10 Five Axis保存项目保存项目。