馮超

(臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院,浙江臺(tái)州 318020)

機(jī)械工業(yè)與裝備制造業(yè)的快速發(fā)展,使得模具工業(yè)迎來(lái)了廣闊的市場(chǎng)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展,國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策不斷推陳出新,都使得我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)迎來(lái)的快速發(fā)展的新機(jī)遇?，F(xiàn)如今,市場(chǎng)對(duì)模具的需求條件也正在悄然發(fā)生改變,高質(zhì)量、小批量、多種類以及急需求成為當(dāng)前模具市場(chǎng)的特點(diǎn)。為了提升模具的制造效率,保證在最短的時(shí)間內(nèi)高質(zhì)量完成模具,實(shí)現(xiàn)制造自動(dòng)化和智能化尤為關(guān)鍵。

1 Powermill宏定義

宏在Powermill中的定義是一組內(nèi)部指令的集合。Powermill需要將具備的所有內(nèi)部指令開(kāi)放給用戶,而用戶便可以根據(jù)自己的需求將這些指令進(jìn)行重新排列組合,形成宏文件,通過(guò)這種方式可以保證應(yīng)用Powermill的時(shí)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(fù)性操作,提升工作便利程度。在Powermill當(dāng)中,需要使用菜單工具欄中的顯示命令將命令對(duì)話框調(diào)出來(lái),在Powermill中的每一步操作都能夠?qū)?nèi)部命令激發(fā)出來(lái),并且在對(duì)話框中作出顯示。另外,使用者還可以利用彈出的對(duì)話框?qū)⒚畎l(fā)送給Powermill[1]。

在計(jì)算機(jī)學(xué)科當(dāng)中,宏是一種較為抽象的概念,宏的使用需要以一系列預(yù)定義的規(guī)則為依據(jù),將一定的文本模式作出替換。在許多類似的場(chǎng)景當(dāng)中,宏作為一種屬于也可以被廣泛應(yīng)用,基本上是源自宏展開(kāi)的基本概念。其中包含有宏語(yǔ)言和鍵盤宏。在大多數(shù)情況之下,應(yīng)用“宏”這一基本概念多少會(huì)暗示著將某些動(dòng)作或者是命令進(jìn)行轉(zhuǎn)化,形成一系列指令。

對(duì)Powermill內(nèi)部命令進(jìn)行記錄的時(shí)候,宏文件便是最有效的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)有序集合。當(dāng)Powermill中選擇宏文件錄制的時(shí)候,要完成模型的系類操作。Powermill可以自動(dòng)化的將所有操作在宏文件中通過(guò)命令的方式完成寫作。若是需要對(duì)同類型模型進(jìn)行編寫,只需要對(duì)宏文件進(jìn)行調(diào)用即可,程序便可以自動(dòng)化完成相應(yīng)的操作[2]。

2 自動(dòng)化編程系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)需求分析

五軸加工中心具有較高的精準(zhǔn)度和效率,在工件一次裝夾的過(guò)程中便可以實(shí)現(xiàn)五面體加工。若是以五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)相互配合,還能夠高度精準(zhǔn)的對(duì)復(fù)雜空間曲面進(jìn)行加工,滿足現(xiàn)代模型加工的需求。三軸數(shù)控機(jī)床一般來(lái)說(shuō)X軸是指工作臺(tái)的方向,Y軸是主軸箱上下運(yùn)動(dòng)方向,Z軸一般是鏜桿或銑頭的進(jìn)給方向。五軸分別是X、Y、Z、W、B或U軸。對(duì)鏜床來(lái)說(shuō),分別對(duì)應(yīng)的是工作臺(tái)直線,主軸箱,鏜桿,滑枕和工作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。

在軟件開(kāi)發(fā)之前,要明確自動(dòng)化編程系統(tǒng)的基本需求。第一,設(shè)計(jì)完成的系統(tǒng)要以模具制造領(lǐng)域的基本特點(diǎn)作為出發(fā)點(diǎn),開(kāi)發(fā)完成系統(tǒng)要滿足企業(yè)的需求和加工條件。第二,自動(dòng)化編程系統(tǒng)最好能夠提供具有客觀性和直觀性的人機(jī)交互操作模式,設(shè)計(jì)完成的界面要具有簡(jiǎn)單的操作[3]。第三,運(yùn)行系統(tǒng)的過(guò)程中要保證其安全性和可靠性,堅(jiān)決不能出現(xiàn)因?yàn)橄到y(tǒng)自身的問(wèn)題而導(dǎo)致崩潰。第四,系統(tǒng)必須要確保數(shù)據(jù)信息具有安全性,設(shè)置好用戶權(quán)限,從而提升系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。第五,系統(tǒng)要具備良好的編程效率,從而提升模具加工的效率,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本降低的目的。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

基于Powermill的五軸模具鑲塊自動(dòng)化編程系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)總體上分為六部分。針對(duì)每個(gè)鑲塊的加工工藝,從粗加工到最后精加工,需要重復(fù)設(shè)置的加工參數(shù)很多,如果在編寫程序時(shí),可以縮短每一個(gè)鑲塊在相同參數(shù)的地方使用的時(shí)間,那么在編寫程序時(shí)的時(shí)間得以減少,也就是說(shuō)如果實(shí)現(xiàn)了編程的自動(dòng)化,編程效率就可以得以提升。

圖1 系統(tǒng)總體流程圖Fig.1 Overall system flow chart

第一部分是用戶設(shè)置模塊。這一模塊在實(shí)際應(yīng)用中所實(shí)現(xiàn)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(nèi)容,幾乎每個(gè)系統(tǒng)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(shí)際應(yīng)用中主要是集中管理道具,功能包含有導(dǎo)入、添加、修改以及刪除等操作。將道具的基本信息通過(guò)轉(zhuǎn)化得到能夠被Powermill運(yùn)用的宏命令,直接在Powermill環(huán)境之下完成道具導(dǎo)入。其他操作是管理道具數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)性操作方式。結(jié)合Power MILL軟件,對(duì)鑲塊各種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,制定標(biāo)準(zhǔn),包括鑲塊底座標(biāo)準(zhǔn),刀具庫(kù)的建立及自動(dòng)識(shí)別特征建立坐標(biāo)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(nèi)容是添加工序、修改工序和刪除工序,保證工序滿足生產(chǎn)加工需求。

第四部分是NC加工模塊。根據(jù)鑲塊形狀,分別對(duì)粗加工、二次粗加工、半精加工、精加工和清角進(jìn)行宏錄制和編輯,設(shè)計(jì)合理工藝路線,實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

第五部分是后處理模塊,實(shí)現(xiàn)刀路一鍵改名、導(dǎo)出并生成程式單。第六部分是系統(tǒng)設(shè)置模塊。這一模塊所實(shí)現(xiàn)的功能是設(shè)置數(shù)據(jù)和權(quán)限,其中包含有初始化數(shù)據(jù)信息、備份數(shù)據(jù)信息、恢復(fù)數(shù)據(jù)信息與設(shè)置系統(tǒng)權(quán)限。系統(tǒng)總體流程如圖1所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)流程圖Fig.2 Database design flow chart

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)所指的是在某個(gè)具體環(huán)境之下,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的行為設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式。通過(guò)完成數(shù)據(jù)庫(kù)物理模式構(gòu)造,加快構(gòu)建起能夠滿足用戶基本功能需求的數(shù)據(jù)庫(kù)[4]。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ),具有反復(fù)性、完善性和團(tuán)結(jié)性等基本特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)流程圖2所示。

3 基于Powermill的模具自動(dòng)化編程系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

3.1 基于.NET的Powermill二次開(kāi)發(fā)

自動(dòng)化編程系統(tǒng)是通過(guò)使用.NET平臺(tái)完成Powermill二次開(kāi)發(fā)的,在完成開(kāi)發(fā)以后將會(huì)形成一個(gè)軟件系統(tǒng)。Powermill能夠獲得開(kāi)放宏指令,控制大多數(shù)的操作。與此同時(shí),Powermill控件將會(huì)為提供部分接口函數(shù),其主要應(yīng)用的函數(shù)如下:

連接函數(shù)GetObject。這種函數(shù)在使用中的方法是GetObject(,”Pmill.Document”)。在具體應(yīng)用中所實(shí)現(xiàn)的主要功能是與已經(jīng)正式運(yùn)行的Powermill建立連接,若是在連接時(shí)沒(méi)有成功,將會(huì)返回Nothing。此時(shí)將會(huì)快速啟動(dòng)CreateObject函數(shù)。這種函數(shù)在使用中的方法是Create Object(,”Pmill.Document”)。在具體應(yīng)用中所實(shí)現(xiàn)的主要功能是啟動(dòng)Powermill[5]。

執(zhí)行函數(shù)是Pmill.Execute。這種函數(shù)在使用中的方法是Pmill.Execute。在具體應(yīng)用中,其所實(shí)現(xiàn)的主要功能是將命令發(fā)送到PowerMill。

3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊

在用戶管理模塊對(duì)使用權(quán)限作出決定以后,數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊要?jiǎng)?chuàng)建與保存加工工藝,為后期的策略庫(kù)管理模塊提供必要的編程工藝,同時(shí)將最終獲得的NC清單保存到數(shù)據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)換模塊當(dāng)中。與標(biāo)準(zhǔn)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合,完成分析模型、選擇的刀具、機(jī)床與后處理器等操作,并且將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取與修改。詳細(xì)而言,在數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊中,包含有創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù),初始化數(shù)據(jù)信息、讀取基本數(shù)據(jù)信息,維護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息以及強(qiáng)化數(shù)據(jù)操作之間的關(guān)聯(lián)性,這也是整個(gè)系統(tǒng)最具有核心的部分,對(duì)提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性具有積極意義[6-7]。

在數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊中所實(shí)現(xiàn)的功能總體上分為三個(gè)部分。第一部分是創(chuàng)建模具數(shù)控加工工藝,這一環(huán)節(jié)主要是使用.NET技術(shù)將宏文件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換,寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中。第二部分是從標(biāo)準(zhǔn)工藝庫(kù)中提供加工措施,完成編程計(jì)算模具的操作。第三部分是完成編程計(jì)算以后的數(shù)據(jù)信息需要通過(guò)使用后處理器完成信息處理,將其轉(zhuǎn)化為NC碼,并且在標(biāo)準(zhǔn)工藝庫(kù)中進(jìn)行保存。

4 結(jié)語(yǔ)

制造業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提升具有極為重要的影響。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的時(shí)代背景下,提升制造業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和智能化水平成為行業(yè)內(nèi)的主要發(fā)展趨勢(shì)。本文立足于Powermill分析五軸模具鑲塊自動(dòng)化編程系統(tǒng),通過(guò)分析Powermill宏文件的基本概念以及系統(tǒng)的需求與設(shè)計(jì),形成對(duì)自動(dòng)化編程系統(tǒng)的系統(tǒng)性認(rèn)知。