軸向投影精加工-v10.doc

達康科技國際股份有限公司 編著第八章 軸向投影精加工說明此各個多軸投影精加工，允許使用者指定一特定加工投影方向產生路徑，如此可確保加工時之平均刀間距，以克服單純Z軸投影之問題。多軸投影精加工提供了多種控制投影方向的方法，加工的應用範圍如下。1.可應用的範圍：3軸、3+2軸、4軸、5軸等25軸應用。2.具有彎度頭的刀具軸頭。3.使用特殊刀具(如梯形刀)，可加工倒勾面。4.對具有多種複雜刀具軸向定位的5軸加工機。PowerMILL提供了有多種不同類型的投影策略：點、直線、平面、沿面投影、外型單刀、側銑式加工。如工法選單圖示：以下將做多軸投影工法的詳細介紹：點Point在模型中依一圓周範圍，設定原點、方位角與仰角之範圍，產生其投影方向依一點作放射投影 。如圖示。點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取點投影。名稱Name：設定刀具路徑名稱。原點Origin Point：定義起始點位置，輸入X、Y、Z座標位置。方向Projection Direction向內( Inwards)：此為定義加工投影方向為依點為基準向內投影加工，此設定一般用於公模圖形加工。向外(Outwards)：此為定義加工投影方向為依點為基準向外投影加工.，此設定一般用於母模圖形加工。參考線Projection Pattern樣式Pattern Styles：定義加工方式，提供了三種選擇。圓形Circular：以中心為基準做環形圓狀的路徑，如圖示。螺旋狀Spiral：以中心為基準設定順時針或逆時針的螺旋路徑，如圖示。路徑順序Join Up單向：依提刀高度移動至下一路徑單節。雙向提刀：刀具路徑間距為提刀，可用進退刀連結中的短連結模式連結。雙向連結：刀具路徑間距為直接連結不提刀。補正順序Order：允許設定加工的起始點，有三種方式選擇。無None由外而內Out to In-由內而外In to Out -仰角：定義起始角度與結束角度(如下圖示)。方位角：定義XY平面的角度範圍。刀間距(度) Elevation Angle Stepover：若選擇參考方式為放射狀，以此值為路徑刀間距，單位為”度”。 此為定義0270操作範例說明:1)由下拉功能表選取檔案中範例 Projfin_model.dgk。2)定義素材設定最小/最大值。3)定義直徑12mm球刀。4)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。5)進退刀與連結選單，短連結設沿曲面連結，長連結設相對值，預設值設相對值。6)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的點投影 。參數設定如下圖所示：a.定位點中輸入值 100 0 27。b.設定方向爲向外。c.設定樣式爲放射。d.在刀間距中輸入值 5。e.確認連結選項設定爲勾選狀態。f.點取預覽按鈕。如右圖示。7)點選執行。產生結果如下圖。線Line 在模型中依一圓周範圍，設定原點、方位角和高度並調整方位角與仰角之角度範圍，產生其投影方向以依圓柱法線方向作投影。如圖示。點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取直線投影。名稱Name：設定刀具路徑名稱。定位點Origin Point：定義起始點位置，輸入X、Y、Z座標位置。方位Azimuth：決定XY平面的角度，以X軸和Y軸做軸心角度的調整仰角Elevation：決定與垂直Z平行線角度，可調整投影軸心與Z軸平行或XY平面平行。投影方向Projection Direction 向內( Inwards)：此為定義加工投影方向為依線為基準向內投影加工，此設定一般用於公模圖形加工。向外(Outwards)：此為定義加工投影方向為依線為基準向外投影加工.，此設定一般用於母模圖形加工。參考線Projection Pattern樣式Pattern Styles：定義加工方式，提供了三種選擇。線性Linear：以平行線的方式產生路徑。如圖示。圓形Circular：以中心為基準做環形圓狀的路徑，與點投影亦同。螺旋狀Spiral：以中心為基準設定順時針或逆時針的螺旋路徑，與點投影亦同。方位角：定義XY平面的角度範圍。刀間距(度) Elevation Angle Stepover：若選擇參考方式為放射狀，以此值為路徑刀間距，單位為”度”。高度Height：定義加工的起始高度與結束高度。其它功能選項與點投影皆相同操作範例說明：1)由下拉功能表選取檔案中範例 Projfin_model.dgk。2)基本設定參數與點投影同。3)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的直線投影 。4)參數設定如下圖所示：a.定位點中輸入值 95 0 0。b.設定方向爲向外。c.設定樣式爲圓形。d.在方位角中輸入開始角 -80 ，結束角 80。e.在高度域中輸入開始高度 65 ，結束高度 27。f.在刀間距中輸入值 1 ，點取連結選項。g.點取預覽按鈕。如右圖示。5)點選執行。產生結果如右下圖。面 Plane 在模型中依一圓周範圍，設定原點、高度和寬度並調整方位角與仰角之角度範圍，產生其投影方向依平面法線方向作投影。如圖示：點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取平面投影。名稱Name：設定刀具路徑名稱。定位點Origin Point：定義起始點位置，輸入X、Y、Z座標位置。方位Azimuth：以Z軸為旋轉軸心，做平面角度的調整。如圖示。XY平面旋轉仰角Elevation：垂直Z軸平行面角度做傾斜，依模型調整傾斜投影的範圍產生路 徑。如圖示。投影方向Projection Direction向內( Inwards) ：此為定義加工投影方向為依面為基準向內投影加工，此設定一般用於公模圖形加工。向外(Outwards)：此為定義加工投影方向為依面為基準向外投影加工.，此設定一般用於母模圖形加工。參考線Projection Pattern參考線方向：定義加工方式，提供了兩種選擇：U 如圖示。V -如圖示。高度Height：定義加工的起始高度與結束高度。寬度Width：定義加工的起始寬度與結束寬度。其它功能選項皆與點投影同操作範例說明：1)由下拉功能表選取檔案中範例 Projfin_model.dgk。2)基本設定參數與點投影同。3)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的平面投影 4)參數設定如下圖所示：a.定位點中輸入值 195 -30 57。b.設定方位角爲 90，仰角爲 60。c.設定方向爲向外。d.設定樣式爲橫向。e.設定開始高度爲 35，結束高度爲0。f.設定開始寬度爲0，結束寬度爲60。g.在刀間距中輸入值 1 ，點取連結選項。h.點取預覽按鈕。如右下圖示。5)點選執行。產生結果如右下圖。使用梯型刀加工時，投影精加工策略可用來加工倒勾曲面。點、線和面加工都可使用。以下使用平面策略加工來加工倒勾型面。倒勾面加工操作範例說明：1)由下拉功能表選取檔案中範例 heatsink.tri。2)定義素材設定最小/最大值。3)定義直徑75mm，刀尖半徑1mm，長度4mm之梯形刀。4)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。5)進退刀與連結選單，進刀-設水平圓弧、距離3mm、角度60、半徑5mm退刀與進刀亦同，短連結設沿曲面連結，長連結設相對值，預設值設相對值。6)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的面投影 。7)參數設定如下圖所示： a.定位點中輸入值 0 -150 0。b.設定方位角爲 0，仰角爲 0。c.設定方向爲向外。d.設定樣式爲橫向。e.設定開始高度爲 50，結束高度爲 -90。f.設定開始寬度爲0，結束寬度爲150。 g.在刀間距中輸入值 1 ，點取連結選項。h.點取預覽按鈕。如右下圖示。8)點選執行。產生結果如下圖。注意事項：1.使用投影精加工時點、線或面源自曲面的水平補正值至少必須大於刀具直徑。2.加工倒勾型面時，一定要檢查是否存在過切，刀具的幾何尺寸是否無誤。沿面投影加工Surface Projection沿面投影會依曲面的UV參數產生加工路徑。當使用在5axis加工時，其刀軸軸心會依曲面的UV法線方向產生加工路徑。 點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取沿面投影。 曲面加工方式（Surface Units）用於定義加工曲面計算的方式。 定義的方式由三個選項： 參數（Parametric）依參數式性質產生加工間距。 標準值（Normalised）依參數式標準值產生加工 間距。距離（Distance）依曲面性質產生加工間距(Pitch)。投影方向（Projection Direction）定義路徑投影到曲面的距離。 向内（Inwards）路徑投影方向向内。 向外（Outwards）路徑投影方向向外。 平順公差路徑曲線遵循曲面UV線，建議設定為0，自動判斷公差。角度平順公差路徑法線方向必須和曲面UV線法線方向對應。 建議設定為 0，自 動判斷公差。參考線方向（Pattern Direction）參考線方向以曲面所定義的UV線來產生U方向或V方向的路徑。螺旋狀勾選此選項時，所產生的路徑會以連續不斷的螺旋路徑。可減少提刀及每層下刀連結後所產生的刀痕現象。路徑順序路徑加工方向，可選單向或雙向連結模式。範圍限制（Limits）用於定義加工的區域，當選取後，該區域可以指定U、V方向之起始（Start）和結束（End）的加工路徑範圍。 起始（Start）當範圍限制的U、V項目選取後，决定加工的起始處。 結束（End）決定加工的結束處。 起始角落（Start Corner）決定加工路徑的起始角落，有四種樣式做選擇。最小U最小VMin U Min V 、 最小U最大VMin U Max V最大U最小VMax U Min V 、 最大U最大VMax U Max V補正順序（Order）允許設定加工的起始點，有三種方式選擇。無None由外而內Out to In由內而外In to Out 操作範例說明:1)由下拉功能表選取檔案中範例 5_axis_test.dgk。2)定義素材設定最小/最大值。3)定義直徑12球刀。4)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。5)進退刀與連結選單，短連結設沿曲面連結，長連結設相對值，預設值設相對值。6)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的沿面投影 。7)參數設定如下圖所示：a.曲面加工方式=距離。b.投影方向=向內。c.加工方向=U。d.刀間距中輸入值 3。e.選取如下圖曲面。8)點選執行。產生結果如下圖。曲面法向投影Surface Finishing路徑工法與沿面投影類似，但不受鄰邊未選取的模型影響。當使用在5axis加工時，其刀軸軸心會依曲面的UV法線方向產生加工路徑。 點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取曲面法向投影。 曲面邊界判别路徑參考曲面邊界的邊緣内部 還是邊緣外部。 曲面加工方式（Surface Units）用於定義加工曲面計算的方式。 距離（Distance）依曲面性質產生加工間距(Pitch)。 參數（Parametric）依參數式性質產生加工間距。 標準值（Normalised）依參數式標準值產生加工間距。其他參數設定同於沿面投影加工設定方式 操作範例說明:1)由下拉功能表選取檔案中範例 5_axis_test.dgk。2)定義素材設定最小/最大值。3)定義直徑6 球刀。4)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。5)進退刀與連結選單，短連結設沿曲面連結，長連結設相對值，預設值設相對值。6)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的曲面法向投影 。7)參數設定如下圖所示：a.曲面邊界=外部。b.曲面加工方式=距離。c.參考方向=U。d.刀間距中輸入值 1。 e.選取如下圖曲面。8)點選執行。曲面法向加工無多餘路徑產生，結果如下圖 曲面法向加工 沿面投影加工外型單刀Profile Machining選取單一或多個曲面沿著曲面外形邊緣產生輪廓加工。這種加工方式只適用於曲面的選取，並不適用於三角網格 (trangle) 加工。點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取外形單刀。在利用該加工策略時，系统會要求在該工件下選取一個基準面。如果没有該基準面，則系统在計算時就非常困難，就有可能導致不能產生刀具路徑。 導引曲線（Drive Curve）判别輪廓線是在曲面邊界的邊緣内部還是邊緣外部。 如下圖： 邊緣内部邊緣外部 徑向補正Radial Offset 刀具和曲面邊界的縫隙。 切削方向Direction 用於設定刀具路徑的切削方向順銑、逆銑或雙向。 最低位置限制Lower Limit 用於設定刀具路徑最後的加工位置。 最低點Base Position 路徑的最低點位置。 自動Automatic 刀具路徑投影到工件上，如下圖示： 如果没有補助曲面，也就没有路徑產生。同時如果没有該基準平面，一樣也不能產生路徑。 如上下圖。導引曲線Drive Curve 使用所選曲面的邊緣線。 軸向補正Axial offset路徑相對於所選曲面的高度，因此如果你希望刀具路徑在所選曲面上，你就必須给一個高度值。若刀具要接觸工件表面高度為零的話，那麼你就要選擇” 最低位置限制”(Lower Limit)中的 ” 導引曲線”(Drive Curve)選項來設定。 選取二個補助曲面，以及一基準面即可產生下圖所示刀具路徑（依箭頭Offset值設定）。 過切保護Gouge Avoidance 設定加工曲面輪廓時,不會發生碰撞問題。該設定須選取”最低位置限制”(Lower Limit) 中”導引曲線”(Drive Curve)選項才作動。 方式Strategy 另一曲面引起干涉時，決定刀具路徑的加工方式。 提刀Lift 選取該選項後，系统將會偵測加工的最低點處，如果該區域加工不到，那該區域上的路徑就不會產生，如下圖示： 沿線連結Trace 選取該選項後，系统將會偵測加工的最低點處，如果該區域加工不到，系统就會自動在可加工的區域向上提刀到可加工的區域。 提刀的高度在”最高點”(Upper Limit) 選項中設定。如果没有指定該參數值，則系统就按最大值設定。產生的路徑如下圖所示： 最高位置限制Upper Limit Checkbox 用於設定加工高度。設定後如路徑超出設定值就會被删除。該選項只在”方式”(Strategy) 中沿線連結(Trace)和過切保護(Gouge Check)選項打勾時才有效。 最高點Upper Limit Value 該參數為加工曲面最高輪廓的距離，該距離須在最高點限制(Upper Limit Checkbox)被勾選後才有效。路徑如下圖所示： 多層次切削（Multiple Cuts）允許多次加工輪廓路徑。方式（Mode）決定產生多次加工輪廓路徑的方式。這些選項模式分别經由下面的圖示來顯示他們的區别：根據提示選取曲面關閉（Off）該設定只有單一路徑的輪廓產生，如下圖示。 往下補正（Offset Down）將上部的輪廓路徑向下補正。如下圖示： 往上補正（Offset Up）向上補正底部輪廓路徑，如下圖所示： 兩曲線間（Offset Merge ）將補正的上部和下部路徑合併成一個路徑如下圖所示： 最大切削深度（Maximum Stepdown）每層切削量的距離。 切削刀數（Number of Cuts）在使用多次切削時，用於定義切削次數。選取該項，設定值為3，结果如下圖所示： 負切削（Negative Clearance） 現在當你使用輪廓加工策略時，你可以設定負切削值。該功能可以允許你在曲面邊界產生路徑。下面的範例使用了一直徑為20的平底刀做加工，同時也選取了“最低位置限制”“最低點”中的”導引曲線”功能。如下圖所示： 邊緣外部徑向補正0邊緣外部徑向補正-10邊緣內部徑向補正-10邊緣外部徑向補正0邊緣外部徑向補正-10邊緣內部徑向補正-10邊緣外部徑向補正0邊緣外部徑向補正0操作範例說明：1)由下拉功能表選取檔案中範例 5axisModel.dgk。2)定義素材設定最小/最大值。3)定義直徑1端銑刀。4)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。5)進退刀與連結選單，短連結設沿曲面連結，長連結設相對值，安全高設相對值。6)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的外形單刀 。7) 選取如下圖溝槽曲面：8)參數設定如下圖所示：a.範圍=邊界內部。b.切削方向=順銑。c.最低點=導引曲線。d.過切保護 -方式=沿線連結。 e.多層次切削 -模式=往上補正 最大切削深度=0.5 切削刀數=4。9)點選執行。產生結果如下圖溝槽路徑。曲線法向加工Curve此工法路徑產生方式與直線投影相同，但投影基準線為使用參考線來完成。點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取曲線法向加工。參考線 樣式定義加工方式，提供了三種選擇。 線性以平行線的方式產生路徑。圓形以中心為基準做環形圓狀的路徑，與點投影亦同。螺旋狀以中心為基準設定順時針或逆時針的螺旋路徑，與點投影亦同。路徑順序單向：依提刀高度移動至下一路徑單節。雙向連結：刀具路徑間距為直接連結不提刀。方位角定義XY平面的角度範圍。刀間距(度)若選擇參考方式為線性，以此值為路徑刀間距，單位為”度”。若選擇參考方式為圓形或螺蜁狀，此處刀間距為每層下刀距離。參考線範圍將限制數目選項勾選後，即可對參考線的投影區域設定限制。起始Start與結束End範圍為01，參考線全長為1。操作範例說明:1)由下拉功能表選取檔案中範例channels.dgk。2)由參考線工具列產生一新參考線，並由開啟檔案方式載入範例Spine.dgk。3)定義素材設定最小/最大值。4)定義直徑10mm球刀。5)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。6)進退刀與連結選單，短連結設沿曲面連結，長連結設相對值，預設值設相對值。7)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的曲線法向加工 。8)設定參數如下： a.選擇參考線。b.設定方向為向外。c.設定樣式為線性。d.在刀間距(度)中輸入值10。e.設定切削方向於順時針。9)點選執行。產生結果如下圖。側銑式加工選取單一或多個側壁沿著曲線外型邊緣產生輪廓加工路徑。適合曲面及直壁面加工。點取工法選單 選擇精加工圖形選鈕，選取曲面側銑式加工。參數設定同於外型單刀精加工設定方式唯一不同是此加工法可選擇口袋加工操作範例說明：1)由下拉功能表選取檔案中範例 Swarf_example.dgk。2)點選工法選單圖形鈕，選取精加工的 加工。3)定義素材設定最小/最大值。4)定義直徑6mm端銑刀。5)定義提刀高度與起始點，重設安全高度與素材中心安全高。6)進退刀與連結選單，進退刀設垂直圓弧角度90，半徑0.5，短連結設圓弧，長連結設相對值，安全高設相對值。 7) 依照頁面參數設定,選取要加工之曲面8) 點選執行。產生加工路徑結果如下：曲線外型Wireframe Profile Machining曲線外型加工可以產生3D曲線的左側或右側刀具路徑。此工法與曲線側銑以及2.5D外型加工類似，相異的地方是允許3D空間的曲線以及不需要曲面即可計算刀具路徑。點取工法選單選擇精加工圖形選鈕，選取曲線外形。以下將說明曲線外型工法所需的設定選項。導引曲線Drive Curve決定由那個參考線來產生切削移動。參考線方向Pattern選取加工的參考線。曲線邊緣Curve Side選擇你要加工的補正方向。圓弧半徑Arc Radius在轉角處產生圓弧平順化。切削方向Cut Direction用於設定刀具路徑切削的方向順銑、逆銑或雙向。加工順序依Order by加工順序有兩個選項，區域與z層別。區域是口袋加工，個別口袋加工完再換下一個口袋。Z層別是同一個高度加工完，再移到下一個高度。最低位置限制Lower Limit-用於設定刀具路徑最後底部的加工位置最低點Base Position-依選項設定刀具路徑最低位置。曲線與模型選項。曲線Curve-沿3D曲線為最低位置模型Model-投