基于Edgecam的智能化車削編程技術研究

（安慶職業技術學院 機電工程系，安慶 246003）

0 引言

傳統的CAM軟件大多采用對話式編程，要求編程人員手工設置加工環境、設置刀具、切削參數等操作，不同的零件需要重復設置，編程耗時耗力且容易出錯。Edgecam軟件提供的智能編程功能，可實現自動設置坐標原點；自動查找出所需加工的特征類型；為零件的每個加工特征逐個應用加工策略；按工藝邏輯自動生成刀具路徑。通過智能化編程可以有效減少生成刀具路徑時額外的輸入操作，不同零件無需重復設置，可實現“一鍵”編程，縮短編程時間，提高編程效率。

1 Edgecam智能化編程的介紹

Edgecam智能化編程可去除編程過程中的人工操作，改由軟件自動生成。其編程流程如圖1所示。

圖1 智能化的編程流程

Edgecam支持從UG、Solidworks、Pro/E等主流CAD軟件中讀入零件模型。模型輸入后，利用Edgecam強大的特征查找工具，可按照工藝順序自動查找出所需加工的特征類型，對于自動查找出來的特征應用加工策略。Edgecam策略管理器是一個非常易于使用的、類似于流程圖的工藝定制工具，把加工工藝參數融入其中。Edgecam自定義策略加工可為實體模型提供快速可靠的編程，從而提高生產效率。該方式可有效避免編程時的重復性工作，使編程工作達到一致性和自動化。

2 具體應用案例

圖2所示零件圖為項目研發過程中風機設備上的一個關鍵部件，由于處在研發階段，需要根據設計方案的不同，試制不同規格的零件，以測試效果，同時需要隨時對零件尺寸進行修改。從圖中可以看出，不同型號的試制零件的基本外形大致相同，均為球形，只是在外徑、長度、孔徑和有無凸緣幾個方面有所不同。利用Edgecam的智能編程功能，可以在導入不同型號的零件模型后自動生成刀具路徑和NC代碼，省去了傳統CAM編程軟件中重復輸入毛坯尺寸、刀具數據、加工工藝參數等繁瑣的工作。

圖2 四種規格球形零件圖

3 工藝分析

以圖2中(c)型零件的加工為例，零件外形為球形，中間有通孔且有公差要求，毛坯為圓鋼鋸床下料，材料為20CrMnTi，具體工藝如下：1）先加工零件右半部分：在數控車床上用U鉆鉆孔，車右端面，粗車右半邊半球外形，留0.5mm余量，粗鏜精鏜內孔至公差。2）再加工零件左半部分：掉頭安裝，數控車床上安裝內漲芯軸利用加工好的內孔和右端面定位裝夾，車左端面保證零件總長至公差，內孔倒角。粗車左半邊半球外形，留0.5mm余量，精車外形球輪廓至公差。

4 智能編程流程

4.1 特征識別

針對零件右半部分的加工，Edgecam自動識別需要加工的車削特征和孔特征。在自動查找車削特征時，選擇只查找前端面特征，軟件就會自動識別出右半部分需要加工的特征。如圖4所示，軟件自動查找出四個特征：通孔、前端面、正向車削、正向鏜削，并且按照工藝先后順序排列。

4.2 策略定制

Edgecam軟件內置了部分制定好的策略文件，可以直接調用，但是一個策略只能加工一種特征。針對本案例，希望利用一個策略加工四種不同的特征，因此就需要自定義一個策略文件，針對自動識別出的四種特征均可調用，實現自動編程的功能。具體的右半部分加工自定義策略流程如圖3所示，圖中標出了各個節點的定義

圖3 車削策略流程

在Global（全局變量）中自定義一個全局變量，名稱“featuretype”，屬性類型為字符串。在數據節點“特征判斷”中，設定以下判斷條件：

“Feature.Turn.Location”為edgecam中系統定義的特征變量名，屬性類型為“enumeration”，用以區分不同的特征。“特征判斷”節點就是根據四種不同特征的“Feature.Turn.Location”變量類型，給“featuretype”進行賦值。例如：當特征為前端面車削時，Feature.Turn.Location=TLOC_FACE，那么featuretype ="Face"。Featuretype的值用來決定后面流程圖的走向。通過“鉆孔？”“端面？”“外圓？”“鏜孔？”四個判斷節點，來判斷當前是哪個特征，該調用哪種子策略進行加工。

例如在判斷節點“鉆孔？”中，判斷Global.featuretype ="Drill"是否為真，如果為真，表明該特征為通孔特征，這時執行“鉆孔”子策略。如果不為真，則繼續往下判斷是否為其他特征類型。子策略鉆孔定義流程圖如圖4所示。

由于零件的孔徑各不相同，在實際加工中，需要Edgecam能夠根據孔徑的大小智能選擇對應直徑的鉆頭。在刀具庫中已經建立了20mm、25mm、30mm、35mm等規格的U鉆，通過數據節點“根據孔徑選擇鉆頭” 進行智能調用。

圖4 鉆孔子策略流程

在Global（全局變量）中自定義一個全局變量，名稱“tooldrill”，屬性類型為字符串。通過判斷孔特征參數 “Feature.Hole2.Diameter”孔徑的大小，給“tooldrill”賦值，值為對應的刀具名稱。設定以下判斷條件。

即當自動查找出的特征孔直徑在20.5～25.5mm之間時，自動調用刀具庫中名稱為“20.0 mm U-Drill”的這把U鉆。從而實現智能選擇刀具。在進程節點“鉆孔”中，預設好詳細的鉆孔指令，包括edgecam軟件中鉆孔命令的各個工藝參數，這樣在策略中可以自動調用。

以此類推，分別定制車端面，車外圓，鏜孔子策略。子策略中依據零件的加工工藝設定編程參數，例如刀具、轉速、進給、背吃刀量等。無論零件怎么變化，調用這些子策略，就可以直接套用工藝經驗，無需再重復設置參數。通過自動特征識別后，應用定制的策略自動加工零件右半部分的數控程序編制時間只需10秒。

圖5 特征識別結果及自動生成刀路

5 結束語

Edgecam智能化編程技術改變了傳統的CAM軟件的交互式編程方式，策略加工可為實體模型提供快速可靠的編程，從而提高生產效率。根據實際的加工情況定制加工策略，實現編程過程自動化，從而適應制造業的智能發展的需求。