技術（shù）概述

圖1. 每增加（jiā）一次操作，後台就會生成毛坯模型，操作列（liè）表中也會顯示毛坯（pī）的計（jì）算狀態（tài）。
 
使（shǐ）用加（jiā）工中毛（máo）坯模型優化編程時（shí）間
 
將數（shù）字世界與現實中材料切削同步。
 
先進的CAM係統有一（yī）項重要技（jì）術，即“毛坯管理”
 
功能。由於切削加工適用（yòng）於毛坯，所以每次切削時（shí）毛坯的形狀都會發生變化。如果CAM係統無法管理毛（máo）坯（pī）不斷發生的這些變化，那麽（me），為毛坯創建的刀具（jù）路（lù）徑便不複存在。為了真正優化刀具路徑的計算，CAM係統必（bì）須與毛坯切削（xuē）的實際（jì）加工實現數字化同步。
 
模擬刀具路徑是CNC程序員創建安全（quán）且無衝突（tū）的刀具路徑的另一個重（chóng）要步驟。但是，隨著操作次數的增加，程序員有必（bì）要隨時立即查看加工中的毛坯狀（zhuàng）態，以避免（miǎn）浪費時間觀察整個模擬加工。對於需要長（zhǎng）時間模擬的（de）複雜3D表麵加工尤為如此。
 
為了優（yōu）化刀具路徑和速度模擬（nǐ），ESPRIT
 
CAM在操作加工中可利用先進的毛坯（pī）自動化引擎來計算和更新毛坯模型。其“毛坯管理（lǐ）”
 
功能可在毛坯加工中形狀發生變（biàn）化時調整動態刀具（jù）路徑，還可以從加工編（biān）程中的任意一點開始模擬，因為係統能對數字（zì）工（gōng）件的狀態進行持續管理。
 
ESPRIT毛坯自動化引擎
 
將數字世界與真實世界同步。
 
ESPRIT的毛坯自動化引擎在創建或修改操作時會自動為每次操作生成毛坯（pī）模（mó）型。該引（yǐn）擎已完全集成到ESPRIT中，對用戶而言相對透明化，在計算（suàn）所有毛（máo）坯條件可行的情況下，它在第（dì）二個CPU（有核）後台中運行。
 
毛坯自動化引擎擁有雙重優勢。
 
1.將刀具路徑（jìng）的計算優化至待切削的毛坯。
 
2.可從加工（gōng）中的任意步驟開始啟動模擬，從而優化（huà）了模（mó）擬時間。
 
由（yóu）於毛坯模（mó）型始終可用且實時更新，因此無需從頭開始或通過用戶以前手動保存的模擬（nǐ）狀態來模擬所有操作，它可以隨時使用以前的操作毛（máo）坯（pī）進行模（mó）擬。

圖2. 可通過以前（qián）操作產生的毛坯（pī）即刻（kè）模擬（nǐ）任意操作。
 
毛坯自動化是該應用的一個選項。軟件用戶可以完全控製引擎是啟用還（hái）是禁用。
 
加快加工中毛坯模型的（de）計算
 
為了將（jiāng）文件大（dà）小所產生的影響降至最低，ESPRIT不會將毛（máo）坯模型存儲在文（wén）檔中。反之，一旦重新打開文檔，所有（yǒu）的（de）毛坯（pī）模型都將在後台重新計算。
 
常（cháng）被忽視的一個問題是許多文件在開啟時會重新開（kāi）始計算毛坯。然而，數字毛坯模型在不斷的操作中（zhōng）變得（dé）越來越複雜，直到最後即便是添（tiān）加簡單的操作也會導致計算時間過（guò）長。
 
ESPRIT 2017對毛坯自（zì）動化引擎隱藏的代碼進行了重構，這大大縮短了計算時間（jiān）。新的重構利用現代計算機的原始處理能力，即使是在複雜的（de）部件（jiàn）上也能大大縮短加工中毛坯的計（jì）算時間。
 
槽銑：速度提高25倍
型腔加工：速度提高（gāo）3倍
3軸模具粗加工：速度提高12倍（bèi）
這一重構大大提升了計算（suàn）速度，通常可（kě）將計算（suàn）時間從（cóng）幾分鍾縮短至幾秒鍾。
毛坯管理功能可優化刀具路徑
ESPRIT可利用毛坯（pī）自動（dòng）化引擎持續計算刀具路徑和仿真的毛坯狀況。
 
為了（le）盡可能地（dì）模仿現實世界的加工，CAM係統（tǒng）可通（tōng）過精確的數據體現原始毛坯。初始毛坯模型還可以複製任意數量的現實毛坯類型，如鑄（zhù）件（jiàn）、購（gòu）買的鐵塊（kuài）或鐵棒、擠壓件，車銑型材或（huò）其他可通過CAD係統體現的任意（yì）實體模型。

為了自動（dòng）估算標準（zhǔn）毛坯的尺寸，該係統可以將塊狀或棒型毛坯的尺寸自動設（shè）置為CAD模型的外部限製（zhì）型，以確保毛坯足以加工零件模型。
 
 
圖3. 棒（bàng）料毛坯模型大於CAD模型，可在所有加工（gōng）完成後產出最終零件。
 
加工的（de）目的（de）是通過切削盡可能有效地將毛坯切（qiē）削為（wéi）CAD模型中的形狀。
 
當CAM係統能精確識別（bié）初始毛坯時，則會考量毛（máo）坯的高度和形狀，以計算刀具的最佳起刀高度，以及每次切削時進刀和出刀的最佳距離，以實現更安全及更可靠的粗加工。
  
  
 
圖4.當精確識別毛坯的邊界時，刀具可以對（duì）其（qí）進行安全加工。
 
識別毛坯的（de）狀態有助於計算並改進（jìn）刀具路徑，如“自下而上”的刀具路徑可以更快地進（jìn）行粗加工，它（tā）使（shǐ）用向上而非向下的增量步驟，不僅能更快地切削毛坯，還能在零件表
麵（miàn）形成更少的碎屑，便於後續更好（hǎo）的加工（gōng）。
 

圖5.自下而上的粗加工從最大的可切（qiē）割深度開始（shǐ）切削，然（rán）後增加每刀向（xiàng）上的高度。
 
由於ESPRIT可（kě）管理任意加工階段的實際毛坯情況（kuàng），因此該係統能可靠地計算刀具路徑，不會在已切削區域（yù）浪費工作量。

圖6. 後（hòu）續操作僅在（zài）毛坯和（hé）CAD模（mó）型之間的區域計算刀具路徑。
 
 
圖7. ESPRIT Facing可計算每刀切割路徑的最佳角（jiǎo）度，並根據毛坯表麵形（xíng）狀的變化調整切割角度（dù）。
 
毛坯管理功能可簡化編程
 
由於CAM係統具有毛坯管理（lǐ）功能，因此能精確地識別加工中的毛坯，從而更準確地定（dìng）位刀具。這（zhè）一管理功能相對於手動編程而言，可以（yǐ）使係統更快速更準確地（dì）計算出最佳刀具位置。
 
通過帶（dài）毛坯管理功能的刀具路徑計算可以獲悉刀具完美的起刀高（gāo）度（dù）及落刀位置，以（yǐ）便進行清潔加工，並計算刀具在每次切削時進刀和出刀（dāo）的最佳距離。
 
為了使編（biān）程更快更可靠（kào），ESPRIT為程序（xù）員提（tí）供了在係統內部計算處理某些參數的選項，以用於棱角加工，如麵銑、粗糙的（de）型腔加工和輪廓銑削。
 
- 自動計算安全的起刀高度，避免衝突
- 最佳的刀具（jù）邊緣加工，以達到（dào）清潔加工的目的
- 最佳的進刀和出刀距離，以節省周期時間
 
在切削深度增加時擁有最佳切割角度，降低縮刀（dāo）幾率所有這些計（jì）算都可以通過係統內部對毛坯模型和刀具輪廓的（de）精確測量進行處理。
 
由於擁有毛坯（pī）自動化功能，界麵（miàn）中顯示的選項更少，因此僅提供關鍵參數就能加快決策加（jiā）工。

圖8.係統始終（zhōng）根據毛坯（pī）的形狀和方向（xiàng）計算刀具的安全起刀高度（dù）——即使是在工件旋轉時也是如此。

圖9. 該係統已對進刀和退刀進行優化，並能安全避開（kāi）毛（máo）坯，同時將周期縮（suō）至最小。

圖10. 沿邊緣切割的最佳定位確保了清（qīng）潔加工。
 
為其他設置節省毛坯
 
雖然（rán）毛坯自動（dòng）化引擎不會（huì）將計算的毛坯模型與（yǔ）文檔一起保（bǎo）存，但操作的任意毛坯模型都可以保存到單獨的文（wén）件中。
 
ESPRIT支（zhī）持兩種（zhǒng）文件導出格式：STL或SIM。SIM是ESPRIT模擬（nǐ）的原始格式。STL文（wén）件（jiàn）可通過三角測量顯示模擬毛坯。
 
當毛坯以SIM格式（shì）保存時，會與ESPRIT當前的模擬保持相（xiàng）同的質量和切割顏色。但是，SIM文件隻能在ESPRIT中使用（yòng）。如果您想在ESPRIT以外的其他地方使（shǐ）用毛坯模型，請將（jiāng）其（qí）另存為STL格式。
 
毛坯的STL模型可在多個係統中使用。例如，以STL格（gé）式保存的毛坯模（mó）型可作為其（qí）他加工方法的基礎，如線切割，或用於其他機器（qì）的工作設（shè）置。
 
結論
 
當（dāng）我們將虛（xū）擬和現實世界同（tóng）步時，毛坯管理功能為切削加工中CAM係統的（de）應用帶來了巨大（dà）優勢。CNC程序（xù）員在將毛坯切削成所（suǒ）需的零件形狀時也擁有了更多（duō）選擇。帶毛坯管理（lǐ）功（gōng）能的CAM係統讓程序員更專注於最佳效果（guǒ），同時係統會持（chí）續監控毛坯的加工情況，避免衝突以（yǐ）及（jí）“走空刀”的情（qíng）況產生。帶毛坯管理（lǐ）功（gōng）能的刀具路徑可加速編程加工，同時還能最有效地利用人力和機械時間。