ProCAM下數(shù)控沖編程實例

　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，各種數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用于鈑金件加工過程，其中數(shù)控沖技術(shù)就是重要的一環(huán)，而數(shù)控沖編程的好壞對數(shù)控沖床的使用、生產(chǎn)效率和板材利用率的提高、鈑金件的質(zhì)量等都有著至關(guān)重要的影響，本文以CAD/CAM系統(tǒng)軟件ProCAM為平臺介紹數(shù)控沖編程。
ProCAM是基于Windows下的二維沖加工系統(tǒng)，它用圖形化界面定義工藝路線，當(dāng)零件所有加工路線被給定后，就可進行后置處理了，進而生成NC加工程序和刀具文件。
一、CAD中作零件圖
　　打開ProCAM2D軟件，就直接進入了CAD系統(tǒng)。在CAD中，先畫出要編程的零件圖形，這是CAD/CAM中軟件編程的第一步。對于已有的零件設(shè)計展開圖形，只需將圖形文件類型和格式轉(zhuǎn)換成CAD/CAM系統(tǒng)可接受的文件類型和1:1的比例，即可直接調(diào)用，進入下一步CAM系統(tǒng)中鋪模。
對于規(guī)則零件，如電氣安裝板等，CAD/CAM可同時切換進行，即邊畫圖邊鋪模，甚至有些不用在CAD中作圖，便可直接在CAM中用孔的中心坐標圖形化定義模具位置進行鋪模。CAD中畫好圖形后，不要進行CAD圖形排樣，排樣最好是在CAM中鋪好模具后將CAM模型作為整體進行排樣處理。
接下來，按CAM按鈕，系統(tǒng)便從CAD中進入CAM系統(tǒng)。進入CAM時，需要根據(jù)實際使用的數(shù)控機床，選擇后處理器（或稱控制系統(tǒng)），這一點至關(guān)重要，不能選錯。
二、CAM中鋪模、排樣
　　這一步，是CAD/CAM編程過程中的重點。數(shù)控沖編程，關(guān)鍵在于鋪模，即選擇適當(dāng)?shù)哪＞撸瑘D形化地確定適當(dāng)?shù)臎_裁工藝路線。鋪模有手動鋪模、自動鋪模及手動和自動相結(jié)合鋪模三種方式，也就是通常所說的手動編程、自動編程和半自動編程。
　　鋪模之前，我們首先根據(jù)零件的尺寸精度、規(guī)格大小及鋏鉗位置等來確定，是沖裁零件的整個內(nèi)外輪廓，還是只沖部分內(nèi)外輪廓，或不沖外輪廓。熟練后，這一點很快就可以確定了。其次，建立模具庫Tool Library，將常用的模具及其裝載方式設(shè)置成標準模具文件Tool Files（如Punch Tools轉(zhuǎn)塔模具清單文件）并保存起來，在實際工作中可省去重復(fù)定義常用模具的步驟。如以處理器名稱附上*.ptf 后綴保存模具文件，進入CAM系統(tǒng)打開相應(yīng)的后處理控制系統(tǒng)時，該標準模具庫自動打開，即可直接調(diào)用模具。當(dāng)然，也可以每加工一個零件直接在轉(zhuǎn)塔中定義模具。
1. 手動編程
　　編程員調(diào)用適當(dāng)模具，手工沿CAD圖形內(nèi)外輪廓插入模具沖裁路徑，CAM中系統(tǒng)允許手工插入單沖點、線形、弧形、圓形及窗口模具路徑等。
　　手動編程的關(guān)鍵是，確定模具沿工件輪廓線的內(nèi)側(cè)還是外側(cè)走，即模具偏置補償(Tool 　　Componsation)問題。確定偏移量( Offset )，通過沖裁方向定義模具插入實體的Right邊、Left邊還是Center，進行Right offset、Left offset、Center offset和End Compensation(終點補償)、No Compensation(無補償)、Reference Compensation(參照補償)等。
在沖裁鋪模時，要考慮沖裁工藝性和工件剛性強度來加沖工藝孔和選擇恰當(dāng)沖裁順序，如先沖內(nèi)部后沖外部、先沖小孔后沖大孔等。在沖裁復(fù)雜較大板材時，要調(diào)用較多模具，鑒于實際模具數(shù)量、規(guī)格大小、機床轉(zhuǎn)塔旋轉(zhuǎn)工位的限制，我們最好在鋪模前做好整體全局考慮，以免鋪模中途出現(xiàn)麻煩。對于加工超長板材，需重新定位沖裁的工件，手動鋪模時應(yīng)考慮重新定位的位置。
2. 自動編程
　　進入CAM系統(tǒng)后，調(diào)用沖模適配命令(Toolfit)，系統(tǒng)可對轉(zhuǎn)塔文件和模具庫文件進行搜索，自動調(diào)用適當(dāng)模具，自動計算沖加工順序，然后插入CAM實體進行自動鋪模來完成加工各種工件。這里關(guān)鍵是選擇恰當(dāng)?shù)腎nside Toolfit (對內(nèi)沖模適配)和Outside Toolfit (對外沖模適配)，讓系統(tǒng)能判別哪些實體組成工件的外部邊，而哪些實體組成工件的內(nèi)部邊，以便讓系統(tǒng)確定哪些邊要加工。
自動編程重點是，設(shè)定正確的InforBar信息欄中的沖模適配參數(shù)及Punch parameters (沖壓參數(shù))，如可使用沖模尺寸的最小或最大準許值、最優(yōu)沖模寬度、最佳扁平度和最佳圓度、較優(yōu)沖模尺寸、或最大過切參數(shù)、最小拱起值、Pitch ( 節(jié)距)等，當(dāng)然可用缺省( default )值，但不一定是最優(yōu)化的。
　　自動適配時，干涉檢查(Interference Checking)和沖模步進(Step Tools)也很重要。干涉檢查，是指系統(tǒng)對模具適配實體進行檢查，看是否有過切。如有過切，將選用其他模具。如未找到合適模具，系統(tǒng)不對干涉部位進行沖模適配。沖模步進命令，對工件的每一實體一步步地沖模適配時，顯示用于該實體的幾種沖模和沖模軌跡選項，以便編程人員選擇最佳沖模適配。
3. 半自動編程
　　由于自動鋪模的局限性和其他一些理由，自動鋪模有時很難得到最佳沖模適配，我們可以結(jié)合運用手動鋪模和自動鋪模來完成工件CAM模型的圖形化定義，實現(xiàn)半自動編程。
　　在沖加工過程中，如果我們不想插入過多的M00暫停指令來取走工件或余料的話，這里有一個很重要的技巧——插入微聯(lián)接。微聯(lián)接有角微連接和單邊微連接兩種。角微連接用于定義兩邊連接處，即尖角處的微連接；單邊微連接定義實體(邊)單側(cè)的微聯(lián)接。由于微聯(lián)接僅能夠在端點處插入，所以可在CAD圖形作好后，在欲附加單邊微連接處打斷CAD中圖素，插入微連接。微連接的類型和尺寸可在CAD系統(tǒng)中用形狀函數(shù)(Shape)定義，然后使用Insert Point 命令在想設(shè)微連接的直線端點處插入合適的Micro Joint(微連接)。
4. CAM模型的排樣
　　為了提高生產(chǎn)效率和原材料利用率，減少不必要的材料浪費，對較小和沖加工中必須增設(shè)夾位的零件，我們可以利用系統(tǒng)中的鏡像、對稱、矩陣排列和拷貝等功能進行CAM模型的排樣、工件套工件處理(俗稱套料處理)。排樣沖裁形式可采取如圖1～圖3所示的幾種方式。

圖1 雙排單邊沖裁排樣

圖2 雙排雙邊沖裁排樣

　　套料、排樣處理好后，可進行系統(tǒng)的Set Information設(shè)置，包括板材的規(guī)格尺寸、夾鉗位置等。如果工件(工件組)在板材上的定位不正確，可使用Move命令，將工件移至板材恰當(dāng)位置。夾位確定可在鋪模時進行，圖形化定義其位置，以便即時、直觀準確地了解夾鉗死區(qū)情況。

圖3 接邊沖裁排樣

三、 刀具軌跡優(yōu)化處理
　　對于手動編程的單個加工(沒有排樣、套料的) 零件，手動鋪模同時，可以人工的優(yōu)化、重定位和次序化等模具路徑處理，其他像自動、半自動編程和排料、套料后的沖裁加工，都要進行模具沖裁軌跡優(yōu)化處理。包括優(yōu)化(Optimization)、次序化(Order utility)或重定位(Reposition)等。
1. 優(yōu)化處理
　　優(yōu)化處理是優(yōu)化CAM加工軌跡次序以減少沖壓時間或使沖點之間的距離最短和換刀次數(shù)最少。優(yōu)化包括：柵格優(yōu)化(Grid optimization)、單個視窗優(yōu)化(Single window)、除雙優(yōu)化(Remove Doubles )、避開夾鉗快速移動優(yōu)化和沖模分類調(diào)整等。
2. 次序化
　　次序化是指調(diào)整刀具沖壓加工次序，包括：重定義次序( Reorder )、前移/后退( Before/After )等。
3. 重定位
　　重定位是對超出機床工作區(qū)的板材重新定位，以便對板材進行更多的沖壓加工。
四、 零件的后處理(Post Process)
　　刀具軌跡優(yōu)化處理完后，便可進行自動化的后處理。后處理器將CAM模型中模具沖裁順序和操作信息創(chuàng)建為NC程序代碼，按下RUN運行，系統(tǒng)將生成兩個文件：NC程序文件及Setup Sheet (設(shè)置板材)文件，它們都是文本文件，可以使用Windows提供的文本編輯器進行讀寫、編輯和打印操作。