PowerMill数控加工安全面的控制方式与技巧篇

作为一个CNC编程工程师，真正的高手往往不是那些谈论会使多少款牛B软件的人，也不是谈论每年做了多少刀路数量的人。真正的高手往往指向于那些能把编程分为：编程前、编程中、编程后这三阶段。思路大胆清晰、项目沟通流畅的沉默者。

同样真正的高手，往往也不是刀路最漂亮的那个，而是最稳定最安全做事的那个人。而刀路稳定安全的高手，几乎都是把编程准备过程做得一丝不苟的耐心人。定坐标系、定毛坯、定安全面这三者可以说是程序安全的精髓，这三者称为刀路界三皇也不为过，如果这三个皇帝都没有伺候好的话，吃瓜群众都知道你会跌的有多惨。

此次LYB来谈谈在PowerMill如何进行安全面的设置。“安全面”指的是编程时设定的一个轴向退刀高度，在这个高度以上机床、夹持、刀具的任意移动都不会和工件或者夹具发生干涉。

一、PowerMill安全面的类型

PowerMill安全面的控制全面集中在刀具路径连接的“安全区域”面板之中，控制类型主要分为平面、圆柱、方框和球等4种。

对于大多数编程工程师而言，可能最最熟悉的莫过于安全平面的设定。原因非常简单在当前的CNC加工中无论是车削还是铣削，使用安全平面都是非常简单而有效的一种控制方式。

但是往往如果涉及到四轴加工的情况，特别是圆柱面的铣削时候，如果我们使用平面的安全高度，如下图所示：①安全平面方式抬刀造成非切削距离比较大②使用平面安全高度的方式没有办法让刀轴在安全高度位置的方向和加工曲面的法相一致，刀具下到切削点之前一直在角度旋转过程中。③使用安全平面方式非切削运懂始终为XYZ三轴联动状态。由此可见在某些柱状类加工过程中，圆柱安全面相比平面安全而高效。

同样在一些非圆柱状的工件，但是涉及到多面铣削或者钻孔的情况，在PowerMill我们完全也可以使用一个刀路打天下的手法，但是这种工件如果使用圆柱安全面的话反而会出现连接为弧面比较危险，非切削运动距离比较大的情况。而这个时候使用方框的立体矩形安全面，路径非切削会抬刀到最近的平面，全部连接使用了直线转承的方式，反而变得简洁安全而有效。

最后一个为球面移动，要实现360度无死角加工的时候，抬刀运动就没有办法局限由某个区域，这个时候除了最高级的球面，我相信你也没有更好的方法来处理了。使用球面抬刀也是PowerMill加工中的终极抬刀。

二、PowerMill安全面的组合

或许在其他编程软件中，我们在同一个程序中有且只能使用一种安全面的定义方式，但是作为业界的一朵奇葩，PowerMill完全可以把几种安全平面组合到一个路径中来，或者使用安全平面同PowerMill的其他元素进行组合来打造一个超级安全面。下面通过几个例子来进行阐述。

①   多坐标系安全平面组合

如下图红色坐标系为型腔加工方向坐标系，零件基准坐标系为白色世界坐标系同时也为后置坐标系，原则上编程只要按照加工坐标系进行安全平面运算就好了，如②状态。这个单一程序输出完全没有任何问题。

但是如果出现自动化加工，需要把三个型腔在同一程序输出来看看。在没有后置进行处理的情况下，三个路径链接起来的效果非常惊人。但是你知道编程的最高境界就是不用后置处理也安全么？如果你看见不安全你还输出去，你是不是傻啊！

为了安全起见，要把安全高度控制到后置坐标系安全高度平面，如下图按照编程坐标系进行运算,结果就是安全高度必须设置得非常高，机床也特别容易超出行程。

但是在PowerMill里面，进行两次安全平面运算：第一次使用加工坐标系运算安全抬刀，第二次使用后置Post坐标系进行安全平面运算，就能获取下图结果。既不需要后处理的帮忙，而且安全性能至少提高一个数量级。

②   安全平面与坐标系点位的NC组合

同样如上出现多程序组合输出仿真碰撞的情况，我们还可以利用PowerMill的坐标系添加到NC程序里面来实现非切削平面转换的安全过渡。

A．通过加工坐标系运算组合情况

B.在加工坐标系安全平面建立相应的坐标系，注意位置和高度。

C．把建立的坐标系添加到NC程序里面，坐标系就变为引导点了。

③   安全平面与圆柱面或者球面的组合

在某些五轴工件加工中，如果使用圆柱面或者球面的安全面，但是我们发现PowerMill会按照最短安全路径进行运算，结果同样第一刀接近还是低于后置基准毛坯平面，我们可以使用上面相同的方法：第一次使用加工坐标系进行安全面运算，结果如下图左一；第二次使用Post后置基准进行第二次安全平面运算，结果如下图右②。

三、PowerMill安全面的运算测量方式

PowerMill作为一款超级智能CAM软件，想学编程苦于没有人教，加Q群579401268能帮助到你，使用PowerMill的工程师都清楚，一般只要你把模型输入PowerMill，软件在正常情况下已经按照世界坐标系计算好了模型的安全面。但是此时PowerMill是按照什么来计算安全面的呢？

在PowerMill默认的运算中是按照模型来运算你的安全面的，因此即使你输入多少个零件进来，PowerMill都会运算所有零件的曲面，并按照Z向最高曲面位置进行安全面的运算。

虽然PowerMill默认按照全局进行运算，但是在PowerMILL我们同样能够使用手动选择进行局部安全面运算，如下图。

虽然PowerMill默认按照模型进行运算，但是在PowerMill的强大运算中我们还可以通过毛坯、毛坯与模型和机床等进行安全面的运算

毛坯：按照加工毛坯顶面参考进行运算

毛坯和模型：按照加工毛坯顶面或者模型最高面参考进行运算，谁高算谁。

机床：根据机床主轴头端面进行运算

如下图比较我们可以很明显看到，在机床不超出行程的情况下，在相同的快进间隙和下切间隙参数控制下，在仿真机床参数的参与下，使用机床来运算安全面更加安全。当然使用这种方法进行运算，也可以避免安全面太高而超出行程，但是前提你要有一个正确和准确的仿真机床。

四、一点忠告

PowerMill作为一个智能CAM软件，在安全面设置过程中尽量使用自动计算，如下图，一定不要在安全区域输入“快进高度”和“下切高度”，为了防呆为了少出错，请一定使用“快进间隙”和“下切间隙”输入数值然后计算的流程，切记切记！！

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