基于PowerMILL編程的汽車內(nèi)飾件銑切加工應(yīng)用

徐先勇

摘 要：在中高檔汽車儀表板、門板生產(chǎn)中需要對其發(fā)泡件進行銑切加工，雙機器人自動銑切加工工藝生產(chǎn)效率高，逐漸被眾多汽車內(nèi)飾件制造企業(yè)采用。運用PowerMILL編程軟件，對銑切產(chǎn)品3D數(shù)據(jù)進行機器人切割軌跡離線編程，應(yīng)用于雙機器人銑切加工，實現(xiàn)了汽車儀表板、門板銑切工序自動化、柔性化、高效率生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：PowerMILL；雙機器人；銑切；汽車內(nèi)飾件

中圖分類號：TP 文獻標(biāo)識碼： 文章編號：1005-2550（2018）05-0102-04

Abstract： The foam product was cut by dual robots milling cutter in Medium-High Grade automotive instrument panels and door panels.The dual robots were high production efficiency and widely used by most of automotive interior company. Robots cutting path were programmed by PowerMILL with product 3D data.It made automotive instrument panels and door panels milling process automation， flexibility and high efficiency production.

Key Words： PowerMILL； dual robots； milling； automotive interior

引言

隨著我國人民生活水平和質(zhì)量的提高，人們對汽車的需求量逐年增加，對于汽車內(nèi)飾的舒適性、可靠性、安全性和功能需求更高，在設(shè)計方面還要求注重色調(diào)、色澤、手感、操控等方面的改善。因此，汽車內(nèi)飾外觀設(shè)計和制造工藝已成為人們評價汽車性能和價值的重要標(biāo)準(zhǔn)[1]。在中高

檔汽車內(nèi)飾件儀表板、門板生產(chǎn)中，對其發(fā)泡件銑切加工工序尤為重要。這里我們將重點介紹應(yīng)用PowerMILL軟件在汽車內(nèi)飾件儀表板、門板制造中銑切加工的完全解決方案。

1 儀表板、門板制造工藝流程

針對不同儀表板，涉及的工藝及流程各不相同，可粗略把儀表板劃分為硬塑儀表板、半硬泡儀表板等[2]。硬塑儀表板制造工藝流程為：注塑——弱化——焊接——裝配；半硬泡儀表板制造工藝流程為：注塑、搪塑或真空成型——弱化——發(fā)泡——銑切——焊接——裝配。

門板制造工藝流程相比儀表板簡單，其中高檔門板應(yīng)用了表皮包覆、縫紉和發(fā)泡工藝。

2 PowerMILL軟件離線編程

PowerMILL是Delcam公司開發(fā)的一款全球領(lǐng)先的專業(yè)CAM軟件，適用于具有復(fù)雜形體的產(chǎn)品、零件及模具的編程，被廣泛地應(yīng)用在航空、航天、汽車、船舶、內(nèi)燃機、家用電器和輕工業(yè)產(chǎn)品等行業(yè)[3]。在這里我們重點談?wù)勈褂肞owerMILL軟件對汽車儀表板、門板的銑切加工進行離線編程。

2.1 PowerMILL軟件操作界面介紹

PowerMILL軟件操作界面窗口如圖所示，它主要由菜單欄、工具欄、目錄樹、工作區(qū)域、狀態(tài)欄和機器人庫下拉菜單組成，如圖1所示：

2.2 導(dǎo)入模型

加工模型的導(dǎo)入是數(shù)控編程的第一步，它是生成數(shù)控代碼和機器人軌跡的前提與基礎(chǔ)[4]。汽車內(nèi)飾件銑切編程導(dǎo)入模型包含產(chǎn)品3D數(shù)據(jù)導(dǎo)入、刀具創(chuàng)建和機床（機器人）模型導(dǎo)入。這些數(shù)據(jù)在導(dǎo)入的過程之前需要耗費較多時間把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PowerMILL軟件可識別的dgk、igs等格式，其中dgk格式導(dǎo)入更快更方便。

2.3 創(chuàng)建毛坯、選擇刀路策略與設(shè)置

依據(jù)加工部位創(chuàng)建毛坯，產(chǎn)生的刀具路徑始終在毛坯內(nèi)部。根據(jù)產(chǎn)品的加工特點，選擇相應(yīng)的刀路策略，在使用PowerMILL軟件進行汽車內(nèi)飾件銑切編程中，我們通常選擇SWARF精加工和線框SWARF精加工。

SWARF精加工即通常所說的“靠面加工”，利用刀具側(cè)刃加工已選曲面。由于刀具的側(cè)切削刃在切削范圍內(nèi)與曲面完全接觸，因此這種加工策略只適用于可展曲面。實際加工中，如果使用SWARF精加工策略不能計算出正確的刀具路徑，可考慮使用線框SWARF精加工策略。這是因為被加工曲面的CAD模型往往不是如所要求的那么完美，在曲面上可能有一些小裂縫、不相連接的碎面等缺陷，在這種情況下使用SWARF精加工策略往往不能計算出所希望的刀具路徑，此時可采用線框SWARF精加工策略。兩種精加工的區(qū)別是：線框SWARF精加工是通過使用曲面的頂、底部兩條曲線創(chuàng)建刀具路徑的[4]。

選擇合適的刀路策略后，需要分別對精加工參數(shù)、公差、快進高度、切入切出和連接、開始點、結(jié)束點、進給和轉(zhuǎn)速等加工參數(shù)進行設(shè)置，如表1所示。

2.4 刀具路徑生成與仿真

針對內(nèi)飾件產(chǎn)品各加工部位，選擇相應(yīng)的加工策略，分段生成軌跡。對于非連續(xù)加工面且位置距離較大的加工面被劃分為一段。因此，一個內(nèi)飾件產(chǎn)品加工一般由多段刀具路徑組成。

通過產(chǎn)生刀具路徑，選擇分段加工面和創(chuàng)建

坐標(biāo)系、刀具、毛坯和精加工參數(shù)設(shè)置，可自動生成刀具路徑，如圖3所示。若無法產(chǎn)生刀具路徑，需要對加工面進行補面和修改，直至生成理想的刀具路徑。

刀具路徑生成后，可通過機器人庫，將機器人模型調(diào)入至建立的坐標(biāo)系位置進行仿真。仿真結(jié)果與實際加工完全一致，也可用于項目階段前期可行性分析，指導(dǎo)胎具和產(chǎn)品設(shè)計，如圖4所示。

2.5 程序?qū)С?/p>

各段刀路仿真無問題后，設(shè)置機器人后處理參數(shù)即可導(dǎo)出程序，以ABB機器人為例，如圖5所示。

3 雙機器人銑刀程序調(diào)試與產(chǎn)品試切

3.1 程序調(diào)試

3.2 產(chǎn)品試切

程序?qū)霗C器人控制器檢查無誤后，可進行產(chǎn)品試切。在新產(chǎn)品首次試切時，應(yīng)以25%的速度進行自動切割。產(chǎn)品試切（如圖7所示）完后，再按照產(chǎn)品質(zhì)量和尺寸要求進行銑切工藝精調(diào)，直至達到產(chǎn)品裝配要求。

4 結(jié)束語

本文闡述了PowerMILL軟件在汽車內(nèi)飾件儀表板、門板制造中銑切加工應(yīng)用，詳細(xì)介紹了應(yīng)用該軟件進行離線編程的方法，并歸納出內(nèi)飾件銑

切加工參數(shù)表和程序修改經(jīng)驗。通過銑切產(chǎn)品案例分析，總結(jié)出雙機器人銑刀程序調(diào)試與產(chǎn)品試切需要修改和注意的問題。為使用PowerMILL軟件在汽車內(nèi)飾件銑切加工的廣泛應(yīng)用提供了案例與基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]陳通，賀鳳雷.汽車儀表板設(shè)計和制造工藝研究[J].技術(shù)討論，2016（3）：第6卷第8期.

[2]趙濤，柴黎明.汽車儀表板設(shè)計及制造[J].客車技術(shù)與研究，2010（6）：34-36.

[3]蔣厲昧，牟志軍.PowerMILL軟件在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用及優(yōu)勢[J].CAD，CAM與制造業(yè)信息化， 2007（7）：88-89.

[4]劉江，李萬全，王金鳳，黎勝容. PowerMILL2012數(shù)控高速加工實例詳解教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.2.

[5]譚景春，藺任志.機器人銑削系統(tǒng)的研究[J].機械工程師，2016（3）：105-106.