基于PowerMILL软件知识化的数控编程
作者：一汽模具制造有限公司 隋志华
中国汽车行业的飞速发展，带动了相关产业的发展。特别是汽车制造企业，更显示出蓬勃的生机。但是，目前国内汽车模具制造企业最大的困难就是专业技术人员短缺，在一定程度上阻碍了模具企业的发展。在不增加现有技术人员数量的前提下，如何提高模具的制造技术水平和缩短产出周期，是目前汽车模具制造企业一个值得研究的课题。
英国Delcam公司的PowerMILL软件是一款非常优秀的汽车冷冲模具编程软件。自2001年以来，一汽模具公司一直使用此软件编制数控加工程序，包括3D编程、2D编程、钻孔攻丝以及的动态管理等。PowerMILL软件开放的二次开发接口和宏、模板等功能，使数控编程知识化得以实现。
刀具库、机床库的建立
建立数控编程加工使用的真实的刀具库是数控编程和加工过程中非常必要的工作。在编程中使用真实的刀具，可以设置合理的转速、进给量以及其他的切削参数，从而提高模具的数控加工质量和加工效率，还可以对刀具系统进行管理（数控加工配刀、刀具集中管理），降低模具加工刀具的库存量和使用成本。
PowerMILL软件本身带有刀具数据库，但因汽车冷冲模具加工有其特殊性，所以只需要建立适合本公司数控编程加工需要的刀具库（见图1）即可。刀具库中可以包含使用此刀具的相关信息（见图2），如转速、切削速度等。编程人员可以用宏命令建立刀具库，也可以用模板、项目和运行状态文件建立刀具库。
图1 编程刀具库示例
图2 编程刀具信息
有了刀具库，无论程序员是否有编程加工经验，只需要根据编程技术文件，选择相应的刀具，就可以编制出转速与进给合理的数控加工程序。
建立真实的机床库（或机床头库，见图3)也是数控编程、加工过程中必要的步骤。有真实的机床库可以将数控加工过程中的干涉、碰撞问题控制在工艺编程阶段，不至于在数控加工过程中发现问题后再去解决，造成工件压机床而耽误生产。
图3 机床头库示例
对于汽车冷冲模具的数控加工，无须建立完整的机床库，只需要建立机床头库即可。PowerMILL软件中自带了很多常用的库，也可以用其功能建立本公司的数控机床库。
对于模具的数控编程加工制造，建立真实的刀具库和机床库是件一劳永逸的事情。在使用PowerMILL软件的初期，只需要一次性将数控编程加工用刀具库、机床头库建立起来，以后就可以一直使用。若有刀具变化，仅需要更新数控编程加工变化的刀具即可。
编程模板的建立
编程模板的建立是数控编程中的重中之重（见图4）。针对不同的制件和加工策略建立编程模板，其中包含了切削参数信息，如切削方式、使用刀具、余量、公差和行距等基本信息以及影响加工效率和产品质量的高级参数设置等。
图4 编程模板示例
刀具路径样板模板（见图5）的建立，是经验积累总结的最终结果。将曾经编制过的各种制件（如侧围、翼子板、车门板和行李箱板等）项目进行整理，根据制件的特点，进行分区编制样板程序，然后保存为刀具路径样板模板库。在以后的使用过程中，无论编程员是否有编程经验，是否熟悉数控加工，只需要依据样板项目，就可以编制出编程加工技术文件所规定的高质量数控加工用程序。这也是将数控编程、数控加工和调试经验等转化为数控加工技术文件的有效途径之一。
图5 刀具路径样板模板功能
二次开发功能
一款软件即使做的再完美，也很难满足不同使用者各种各样的要求。因此，基于软件本身的开发接口，开发适合本公司的功能命令非常有必要。PowerMILL开放的二次开发接口和浅显易懂的宏命令，使开发工作变得简单容易。
在现有的人力资源基础之上，如何提高编程质量和数控加工效率是众多企业关心的问题。解决的方法之一就是针对汽车冷冲模具的特点二次开发相应的功能。
笔式工艺清角一直是汽车冷冲模具加工的一个难点。如车门内板拉延凹模，假设球D30刀具加工完成之后直接用球D16刀具笔式清角（见图6），如何判断各处的加工余量，然后根据加工余量进行分层笔式清角，是各企业一直急于解决的问题。
图6 分层清角实际加工示例，清角深度8mm
通过PowerMILL二次开发功能，结合PowerMILL中的上百个命令，此问题得到解决（见图7）。使用传统方式清角加工，理论时间为126min；使用开发的分层清角功能加工，采用普通国产整体合金球D16刀具，伸出60mm长，转速4000r/min，进给4500mm/min，理论时间为56min，实际加工时间是76min。加工效率是传统加工方式效率的2倍左右，这种小切削量、快进给的加工方式，使整个加工过程中机床的使用功率始终低于3%，对机床无伤害，并且刀具几乎无磨损。
图7 PowerMILL实际编程刀具路径
另外还有其他汽车冷冲模具加工的难题，如3D的全自动加工；拉延模具不改变加工数模实现凹模凹R的空开加工、修边模具刃口三维轮廓加工；钻孔攻丝；刀具的动态管理（降低刀具库存）；冲孔模具孔的程序化加工和模具2D结构程序化加工等，通过PowerMILL软件的二次开发功能，结合模具的数控编程、数控加工和机床功能等，这些难题都会迎刃而解。
结语
本文简要介绍了基于PowerMILL软件的知识化编程和二次开发功能的重要性，这也是目前国内汽车冷冲模具企业在专业技术人力资源短缺的情况下，提高模具编程、加工效率和产品质量的一条捷径。中国汽车冷冲模具数控加工制造技术相对落后，原因之一就是没有转化为技术文件的经验积累。因此，在以后的企业发展中，把数控加工经验转化为数控加工技术文件，结合数控编程、数控机床功能以及计算机软件，开发适合本企业的功能，指导新人的工作，必将起到事半功倍的效果
