机床大讲堂第20讲——UG软件与PowerMill软件在电极设计及加工中的结合使用

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UG软件与PowerMill软件在电极设计及加工中的结合使用

　　随着行业市场的快速发展，模具的交货周期越来越短，这就要求我们的制作开发周期缩短，必须要提高效率;模具的型面日趋复杂，故型面加工时多会应用到放电加工技术，而电极作为放电加工的必备条件，其加工的质量与效率直接影响到模具的加工品质与交货周期，由于目前电极制作分为两个工位：编程数字化工位、机械加工制造工位，上述两工位采用电极单体加工、软件机械性重复操作、使得其在加工上效率低、浪费严重、成本高，出错率高，严重影响模具的加工周期和开发成本。

　　1 背景介绍

　　针对笔者公司的现状：电火花机床7台、电极加工机床1台，为了满足电极的有效供应，需要电极在加工方面的效率极高，所以批量加工成为目前电极加工的首选，可以节省电极下料、排版的时间，实现电极加工机不间断运转。在实现这一目标的同时，需要电极程序与电极拆分的结合必须适应现场的需要。在电极的排布、程序编制效率，电极的粗、精使用状态方面需要非常精确的标示与控制，这样才能保证电极的单位效用最大化，并且不会产生生产过剩等浪费。下面对于实现上述的方案简单介绍一下。

　　2.1 UG软件的使用及二次开发

　　首先，在CAM数字模拟阶段我们采用的软件载体为UG软件。其强大的体、面设计功能在电极拆分领域十分实用。基于UG软件我们进行了二次开发，可以实现电极实体设计、批量干涉检查、批量生产备料单、自动排版、生产编程用文件等(图1)。

　　在编程数字化工位中，机械性重复操作最多，为了对其进行优化，总结为以下几个步骤：将电极方向摆正→按照一定数值间距排版(25 mm)的整数倍→设置三角型毛坯→生成毛坯备料与排版尺寸单。其中将UG指令中的“变换”、“旋转”、“平移”等基本操作合并生成按键式操作，可以降低人员劳动强度，并减少由于繁复操作而造成的人为异常。

　　第一步：通过UG软件二次开发，利用GRIP语言编制软件插件(见图2)，将电极排版、电极坯料及备料单生成集成一键操作。

　　设计数字化及实体电极布局工装、开发编程软件插件、编制操作标准、优化制作流程使得电极可以实现多体同步加工、集成模块式操作、标准流程备料制作，从而使得电极的加工效率大幅提升。

　　第二步：通过与现场结合及行业对标，并拼配笔者公司的生产模式，需要电极采用排版化加工，用以满足大批次使用的要求。在现场电极加工工位，进行标准的工装配置，将电极工装板及辅助基准装置固化，用以满足批量生产要求(图3)。

　　此步骤实现是由编程人员对电极进行数字化排版布局，由现场操作人员依据数字化数据对电极实体进行排版装夹得以实现的。工装板采用普通钢板，可以进行磁台装夹;在工作台左侧最大行程位置锁定X轴定位装置，保证工装板可以快速定位，从而减少重复机械作业时间。装板电极锁紧孔间距X轴为25mm，Y轴间距为25mm，采用螺丝锁紧方式;工装板尺寸为：X、Y轴向以机床最大行程为准，厚度为25mm。

　　第三步：开发UG软件插件，实现电极数字化排版布局、毛坯生成、备料单表格一键式操作。数字化备料单自动生成：自动生成电极毛坯列表(图4),可以显示出电极名称、尺寸规格、电极间距坐标等备料及排版参数。

　　在此步骤中可以满足电极批量备料的要求，不但可以防错而且保证效率，并且可以对下一步操作提供准确度数据，保证后工序在工作中不会因为前工序的问题而产生连锁更改，将变化点的产生控制在最小损失范围之内。

　　2.2 PowerMill软件的使用

　　在接下来的步骤中就要认识PowerMill软件了，其简单的操作，快速的计算能力已经为大家所熟知。采用此软件的原因有两点：(1)为了使编程软件及工作方法标准化，故选用了PowerMill软件;(2)此软件的宏指令及二次开发功能简单易学，便于普及与实施。所以笔者公司对软件的要求，决定与UG合并使用以最小开发成本来适应笔者公司的特色生产流程。在此步骤中需要对电极的刀具库及策略库进行模板化编辑，利用其右键菜单功能，实现模板化调用，如图5所示。

　　软件中电极编制策略固化并制作成右键模板可以实现几点优化：(1)将刀具参数固化建立成刀具库，减少重复性操作，降低劳动成本，提高操作效率;(2)策略参数固化，减少策略的随意性，可以实现电极的加工质量标准化，使电极输出质量稳定，减少后序加工的问题。

　　由于软件的选用已经确定，所以对软件中操作的优化也十分重要：

　　(1)选用UG软件可以实现数据的统一性，避免由于参数的多次变化而影响数据质量。

　　(2)而在PowerMill软件中电极开粗策略模块，需要产生三角形毛坯，用以解决其刀路简化节约加工时间的目的;

　　(3)三角形毛坯可以通过UG的自动排版功能一次性实现，并且只有一次数据转换。

　　(4)上述条件的相互作用，实现了UG与PowerMill软件的完美结合。

　　综合重点关键项目，应用UG软件及电极模块插件实现数字化排版布局、电极坯料及备料单，应用PowerMill软件中电极模块模板，对电极程序进行编制，如图6所示。通过二者的部分功能巧妙结合，可以达到笔者公司的使用要求，并且成本低，效率高。只有现地现物的确认才能制定最恰当的方案以解决问题。笔者公司此次电极方案的优化与其他单独的策划方案不同，可以利用二者的功能组合方式，来达到使用要求。后处理文件(图7)为自动化要求编写，可以充分发挥机床加工最大效能，节约人力成本。

作者：李宝健

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