基于PowerMILL的电极自动编程系统开发

摘要：以VB6.0为平台，利用宏命令对PowerMILL进行二次开发，建立了电极加工工艺模板库、工艺策略库及刀具库，开发了一套电极自动编程系统，系统能实现电极加工代码的快速生成，提高编程效率，有一定参考价值。
关键词：模具加工；PowerMILL；二次开发；电极；VB6.0

1 引言

PowerMILL是英国Delcam公司开发的一款可独立运行的CAM系统，在模具行业中应用极为普遍。EDM（电火花加工）是模具加工中常用的方法，而电极是电火花加工中不可缺少的组成部分。电极按其功能可分为清角类电极、型腔类电极、筋位电极和其他电极，同类电极具有相似的加工工艺，可形成工艺模板[1]。利用VB6.0对PowerMILL进行二次开发，建立刀具库、策略库等，可提高电极编程效率。近年来，针对电极在PowerMILL上的二次开发已取得不少成果。徐鑫[2]针对EDM电极，利用宏命令对PowerMILL进行了二次开发，实现了电极自动编程，但单纯的宏命令并不能完全实现编程自动化，且不能快速保存加工工艺模板。杨晓琴等[3]以VB.NET 为平台对PowerMILL 进行开发。张斐[4]在VB6.0平台上二次开发了自动编程系统，但工艺库的建立过于简单，只是依靠宏命令对单个电极的编程过程进行录制（即记录用户的操作），加工新电极时需要找到宏命令修改相关参数。现以VB6.0为平台，对PowerMILL进行二次开发，依据成组技术，建立电极加工工艺模板库、刀具库、策略库，实现刀具、策略、工艺等的集合以及各工序的连接，进而实现一键编程。

2 功能模块设计

电极自动编程系统主要包括模型输入、工艺查询、后处理等模块。系统功能结构如图1所示。

图1 功能结构

（1）模型输入。输入电极模型后，需对模型进行分析，"模型操作"中集合了模型的缩放、视图查看、坐标系旋转等功能；"毛坯生成"可根据模型几何形状自动生成最佳毛坯，为编程做准备。

（2）工艺查询。该模块包括"工序模板"、"策略库"和"刀具库"三部分。根据模具电极结构简单、形状相似的特点，从材料属性特征、几何形状特征、用途特征等方面对电极进行分类，将不同类型的电极加工工艺制成工序模板，因为工序模板中集合了切削参数、刀具和加工策略，还需要建立刀具库和策略库。新的电极模型可依据电极类别找到相应的加工工艺。

（3）后处理。该模块可默认项目保存的路径以及后处理文件类型，将刀具路径转化成机床可识别的NC代码，保存后即可得到完整的电极加工程序。

3 自动编程系统的实现

3.1 工序模板的建立

工艺库中的工艺过程是成组工序的集合[5]。传统的工艺过程一般按照刀具、装夹次数、粗精加工、加工部位4个方面对工序进行划分，图2所示工序模板将刀具、粗精加工、加工策略及切削参数等集合，形成固定的工序模板，而模板可根据工厂实际情况随时进行修改、添加、删除、保存等操作。

图2 工序模板

3.2 一键编程的实现

传统加工过程中，编程人员需要根据工序按顺序生成代码，即每一道工序生成一次代码，操作重复。一键编程可以一次生成整个工艺过程的完整代码，其实现方法有2种：一是在VB6.0相应按钮的代码中添加对象名.click命令，该对象名必须定义为Public属性才可被同一工程下不同窗体所调用；二是利用宏的录制功能记录上一道工序的操作过程，将宏命令最终添加到一个命令中，这样只需执行该命令，各工序就可以顺次执行，实现一键编程。这里采用第1种方法。

4 实例验证

以下通过某电极的加工实例来验证该系统的可行性。电极的加工工序为：铣顶面→粗加工→铣基准→球刀精加工→平底刀精加工→精加工基准表面→精加工基准侧面，操作步骤如下：

（1）进入PowerMILL后，通过"模型输入"输入目标模型，对模型进行相应坐标系调整后，根据模型材料和形状特性将电极归为型腔类电极。

（2）在右键菜单中点击型腔类电极，弹出图3所示工艺模板，各工序可依照加工电极的实际情况决定工序按钮选框的勾选与否。点击相应按钮即可打开工序对话框，编程人员可对相应参数做出修改，最后点击【确定】按钮，即可生成该工艺的刀路轨迹，刀具路径如图4所示。

图3 型腔类工艺模板

图4 刀具路径

（3）对刀具路径进行校验后，点击后处理即可生成NC代码。通过验证，该系统能实现上述功能，提高工作效率50%以上。

5 结束语

（1）在Powermill环境下建立电极加工工艺模板库、工艺策略库及刀具库，方便生成工序时调用。

（2）基于宏命令，利用VB6.0 对Powermill 进行二次开发，实现了电极加工代码的快速生成，提高了编程效率。

参考文献：
[1]张云峰.模具电极CAPP系统的研究与开发[D].青岛:青岛理工大学,2011:19-23.
[2]杨晓琴,陶建华,刘晓初,等.面向电极加工的数控自动编程系统的开发[J].机床与液压,2011,39(6):12-15.
[3]张斐,陶建华,刘晓初,等.基于POWERMILL的模具电极数控加工编程系统设计[J].机床与液压,2010,38(12):24-26.
[4]刘方辉,钱心远,张杰.CAD/CAE/CAM技术在现代塑料模设计制造中的应用[J].模具工业2010,36(5):1-6.