ESPRIT邁向更智能、更簡（jiǎn）單及更快速的方（fāng）式
2017-7-14 來源：轉載 作者：-
技（jì）術概述
圖1. 係統（tǒng）可識別高於界限角度的陡麵，並使用Z級刀具（jù）路徑對其進行自動加工（gōng），同時始終在陡麵保持順銑。
在力度與簡單之間尋求平衡
事實證明能實現更高生產力的方法是“少即是多”
CAM軟件行業競爭激烈，紛紛加強技術性，以加快機床技術的發展，然而該行業似乎忽略了用戶體驗（yàn）的重要性。盡管（guǎn）刀具路徑的選擇（zé）在不斷擴大，這有利於軟件的銷售，但售後的用戶體驗並不樂觀，因為他們需要耗費時間分（fèn）析數十項功能，同時（shí）還得保持（chí）機床的生產率。
精（jīng）心（xīn）設計的CAM軟件需提高而不是降低CNC程序員的效率。保持生產力的長（zhǎng）期（qī）增長需要使（shǐ）用（yòng）三管齊下的方法來開發CAM軟件。首（shǒu）先，需依托數十年（nián）積累實踐（jiàn）經驗，采用現代化加（jiā）工方法作為CAM係統（tǒng）智能化加（jiā）工的堅實基礎。其次，簡化用（yòng）戶與（yǔ）軟件（jiàn）的交互方式，采用“少即是多”的原理獲取可（kě）靠的結果。最後，利用現代化計算機的原（yuán）始（shǐ）處理能力，在（zài）更短時間內計算刀具路徑（jìng）。
ESPRIT 2017通過創建更智能、更簡單以及使用更（gèng）便捷的CAM軟件為用戶帶來最前沿的體驗。
更智能的刀具路徑（jìng）
開發智能化及優化的刀具路徑，可自動化處理日（rì）常工作（zuò）。
由於長（zhǎng）期對行業的專注，ESPRIT自1985年以（yǐ）來一（yī）直處於行業領先地位。ESPRIT的工程師們多年來一直對能化加工進行研究，並將其植入軟（ruǎn）件中，簡化CNC編程，無需通（tōng）過CNC程序（xù）員進行控製。ESPRIT2017強大的新算法能提供更佳的刀具路徑，而且更可靠（kào），加（jiā）工量更少。
應用先進的邏輯進行陡麵/非陡麵銑削
若想在複雜的表麵上獲得理想的光潔度，通常需要采用表麵處理的（de）方法並根據每（měi）種表麵的（de）特性選擇最佳的策（cè）略。ESPRIT可提供九種（zhǒng）不同的精加工和半精加工循環。
對於許多零件型號而言，Z級刀具路徑是陡麵（miàn）或（huò）垂直表（biǎo）麵（miàn）的首選，而偏置刀具路徑通常用於非陡麵或平坦區域
。
Global Finishing是ESPRIT
2017的一項新策略，它將Z級精加工和整平精加工的技術單獨結合（hé）到陡麵/非陡麵銑削綜合解決方案中。
Global Finishing快速、可靠、易於使用（yòng）。用戶隻（zhī）需輸入界限角度和其他幾個關鍵參數，如步進和（hé）公差，係統就會使用界限角度對零件模型進行內（nèi）部分析，以識別陡麵或非陡麵。
係統會先計算整個零件（jiàn）的Z級刀具路（lù）徑，當刀具路徑（jìng）經過的區域高（gāo）於斜坡閾值時，它將會被保留下來，因為這些陡麵（miàn）區域（yù）對於表麵質量而言至關（guān）重要。刀具路徑經過的區域若（ruò）低於斜坡閾值，則會替（tì）換為偏置刀具路徑。
這一先進方法會優先考慮刀具（jù）路徑的連續性，並盡（jìn）可能多地保留（liú）Z級切削不間斷操作。
圖2. 低於閾值角（jiǎo）度的非陡麵區域會被識別出來，並采用（yòng）偏置刀具路徑進行自（zì）動加工。
圖3. 當刀（dāo）具在陡麵和非陡麵之間（jiān）轉換時（shí），會優先考慮刀具路徑的連續性（xìng）。
對於中等複雜的（de）零件（jiàn）而言，Global Finishing可以（yǐ）最大限（xiàn）度（dù）地節省時間並優化刀具路徑。對於高度複雜（zá）的部件，傳統的ESPRIT精加工策（cè）略可以提供精確的控製並生成（chéng）優異的表麵光（guāng）潔度。
Global Finishing的初始版本旨在優化加工，現正處於開發中，以擴（kuò）大非陡麵加工中刀具路徑的範圍，並為用（yòng）戶提供（gòng）更多優化或增強表麵質量的（de）選項。
降低對麵銑操作功能的依賴
ESPRIT中（zhōng）大多數加工操作都依靠某一特征來確定在何處（chù）以及如何計算刀具（jù）路（lù）徑。但是，對於麵銑操作而言，目標部件上的頂麵形狀並（bìng）非總是和待切割毛坯的表麵形狀相同。用戶通常會耗費時間創建其他形狀（zhuàng）來體現毛（máo）坯的邊界。
圖（tú）4. 在麵銑加工時（shí），如果不知道周圍（wéi）的毛坯可能會導致刀具（jù）路徑不完整或低效，在需要創建其他形狀時也會浪費時間。
在通過麵銑操作加工特定形（xíng）狀時，也會忽略加（jiā）工中毛（máo）坯的形（xíng）狀（zhuàng）會發生變化這一事實。由於麵銑往往是將原材料加工為最終形狀的第一步，所以在了（le）解目標形狀之前應了解毛坯的形狀。
圖5. 若（ruò）麵銑的刀具路徑無法（fǎ）識別毛坯會在加工中（zhōng）發生變化，那麽它將無法優化切割路徑的角度和（hé）長度，因為毛坯在麵銑中的形狀會發生變化。
識別加工中的毛坯狀態（tài）擁（yōng）有幾大（dà）好處（chù）。
- CAM係統可從含有零件模型的毛（máo）坯形狀中提取精確的邊界信息。
在實體（tǐ）模（mó）型上單獨選定的表麵，無論其形狀或傾（qīng）斜度如何，均可（kě）用於設置加工操作中的工作（zuò）平麵和最終深度（加上毛坯餘量）。
- CAM係統可使（shǐ）用加工中毛坯的相（xiàng）關刀具信息準（zhǔn）確（què）地計算理想的刀具路徑，這比手動編程更快。
- 自動（dòng）計算安全（quán）起刀位置，以避免衝突
- 沿著邊緣優化切削（xuē）路徑，以進行清潔加（jiā）工
- 最佳的進刀和出刀距離，節省周（zhōu）期時間
- 每次增加切削深度（dù）時均擁（yōng）有最佳的切割角度
圖6.毛坯模型和刀具信息可使ESPRIT在用（yòng）戶幹預最小的情況下在內部計算並優化刀具路徑。
圖7. 連續（xù）計算毛坯的（de）麵銑刀具路徑（jìng），可（kě）在加工中毛坯的表麵形（xíng）狀發生變化時調整最佳切割角度。
CNC程序員可通過ESPRIT 2017中的智能化麵銑（xǐ）來選擇實體的加工（gōng）麵（miàn）及刀具，並讓係統處理（lǐ）其他工作。所有熟悉的手動控製都保持不變。
自（zì）動補償Swarf銑削加工（gōng）中的異形零件
異（yì）形零件是航空航天供應商中常麵臨（lín）的挑戰。當CAM係統無法補償待加工（gōng）的（de）實（shí）體模型的不規則（zé）形狀時（shí），CNC程（chéng）序員需（xū）創（chuàng）建（jiàn）其（qí）他形狀或曲麵以生（shēng）成可行的刀具路徑。
先進的CAM係（xì）統可以分析實體模型（xíng），從而對異形零件進行（háng）補償加工，並支持平滑可（kě）靠的5軸Swarf銑削加工，無需增加其他形狀。
ESPRIT 2017中（zhōng）的5軸swarf 銑削加工將零件模型和刀具上的觸點計算更緊（jǐn）密地（dì）結合起來，使刀具路徑能對更廣泛的零（líng）件（jiàn）形狀做出更好的響應。
圖8. 在刀具與毛坯的麵壁接觸時，通過自動（dòng）計算刀具路（lù）徑可（kě）以對毛坯的麵壁間隙（xì）進行連續加工。
圖9. 沿著毛坯麵壁的刀具定位保持平滑（huá），無（wú）論（lùn）其頂部（bù）或（huò）底部的輪廓是否不規則或不連續。
圖10. 刀具路徑的延伸部分遵（zūn）循零（líng）件的曲率，能（néng）可靠且完全地（dì）加工具有傾斜前緣的肋狀材料。
圖11. 準確計算刀具（jù）與零件之間的接觸點，即使刀具的直徑與材料的彎角不匹（pǐ）配，也能防止在加工時刀具觸不到毛（máo）坯的麵壁。
Swarf 刀具（jù）路徑在操作中使用高級算（suàn）法，避免（miǎn）手動創建其他形狀，可節省編程時間並提高刀具路徑的可靠性。
為線切割加工提供更多策略
生產複（fù）雜的型材需采用（yòng）線切割，它能（néng）生成超精細（xì）的形狀和優異的（de）表麵處理（lǐ），這是其他（tā）方式（shì）幾乎無法實現的。然而，難以加工（gōng）的形狀並不意味著它難（nán）以編程（chéng）。
作為線切割領域CAM的領導者，ESPRIT一直致力於（yú）為線切割加工帶來更多創新，這源於（yú）其對傳統思維的挑戰，也始於其在傳統工藝中應用的非傳統方式。例如，ESPRIT長期以來支持在銑（xǐ）削操作中采用開放（fàng）輪廓和變形刀具（jù）路徑。若這種技術也適用於（yú）切割會怎（zěn）樣（yàng）？它將讓EDM程序員更輕鬆地切削更多型腔。
圖（tú）12. 無論輪廓的形狀是閉合還是開放（fàng），它都能（néng）有效地通過無核型腔加工路徑熔出（chū）小開口（kǒu）。
開放的（de）型腔便（biàn）於其更快地沿著輪廓切割小開口。當線太大無法（fǎ）適配小開口時，隻需先（xiān）在G40模式下對輪廓進行粗加工（gōng），一直向前保持其開（kāi）口原封不動。然後在輪廓（kuò）開（kāi）口處進行型腔加（jiā）工，隻需熔融少量剩餘材料。
圖13. 將輪廓銑削和開放（fàng）型腔加工結合起來，能有效地切（qiē）削異形輪廓。
有時會在型腔內對大孔或凹槽進行預加工，並盡可能地切削材料，同時釋放材料內的應力。還有時候，模型內有一個鑄造型腔，無論（lùn）其內部（bù）輪廓形狀是（shì）怎（zěn）樣的，型腔加（jiā）工路徑需識別（bié）並適配內腔的形狀，以避免（miǎn）出現走空刀。
圖（tú）14. 無核型腔加工可為預鑽孔提供常數偏移（yí）選項，或在內腔和（hé）外輪廓形（xíng）狀（zhuàng）之間提供平滑的過渡選項。
ESPRIT線切割（gē）一直依賴都與該領域的合作夥伴、客（kè）戶和專（zhuān）家保持（chí）著長期合（hé）作，這樣可以持續了解行業的需求（qiú）並提供創新的解決方案。
互（hù）動更簡單
省力的同時還能獲得更快及更可靠的結果。
CAM係統簡化所麵臨的挑戰是讓（ràng）用戶在控製加工過程中節省時間和精力，讓擅長執行日常任務的計算機係統來完（wán）成附加值更小的（de）耗時任務，這樣可以獲得快速而可靠的結果。
自動計算銑削操作中的最佳刀具（jù）位置在精確識（shí）別毛坯模型後，ESPRIT2017可以（yǐ）識別毛（máo）坯模型相關的銑刀的確（què）切位置，從（cóng）而自動地（dì）計算粗加工操作中的最佳刀具（jù）位置。
為了使編程更快更可靠，用（yòng）戶還（hái）可以使用ESPRIT在內部為麵銑（xǐ）、粗略的型腔加工和輪廓操作計算（suàn）某（mǒu）些參數。
在啟（qǐ）用（yòng）自動化功能後，用戶的（de）界麵會更簡單（dān），僅顯示關鍵參數，以加快（kuài）決策進程。
由於可（kě）以精確識別加工中的毛坯狀況，係統可以獲取完美的起（qǐ）刀高度（dù），知曉如何沿著開（kāi）口邊緣定位落刀處（chù），以實現清潔加（jiā）工，還可以在切削深度增加時計算進刀和出刀的最佳距離。
圖15. 係統對（duì）刀具（jù）定（dìng）位進行了優化，以減少（shǎo）切削時間，並在深度增加時安全避開毛坯（pī）。
圖17. 計算輪廓的刀具路徑，對（duì）任（rèn）意級別的毛坯進行粗加工。
ESPRIT自動化功能可排除粗加工中的不定因素，同時無需對該過程進行控製。
切削元件（jiàn）時自動調整特（tè）征路徑
CAM係統中的特征識別功（gōng）能必須保留原始CAD模型的（de）設（shè）計需求。然（rán）而，由設計（jì）工程師創建的功能通常需要編（biān）輯，從而使加工操作具有更多功能。
ESPRIT中的特征識別功能快速而簡單，對其（qí）進行編輯也是如（rú）此。
圖18. 直接（jiē）編輯特征就可以輕鬆地選（xuǎn）擇要切削的各個（gè）元件。
圖19. 即時更新（xīn）特征還可以縮小間隙。更新刀具路徑後可以切削孔。
ESPRIT 2017中編輯特征的方式非常（cháng）簡單，可以更輕鬆地繞過您不想加工（gōng）的（de）形狀。集成最新一代3D CAD模型讓設計的路徑平滑地（dì）進入NC代碼（mǎ）的（de）第一步（bù）是將3D CAD模型智（zhì）能地集成到CAM係統中。ESPRIT的架構旨在為最新一代（dài）CAD模型之間（jiān）提供自然（rán）路徑，包括完全基於雲的CAD和ESPRIT。
隨著CAD行業的發展，ESPRIT也在不斷地更新迭代（dài）。
-Onshape Full-Cloud CAD是（shì）針對靈活的設計團隊推出的新一（yī）代（dài）CAD，它（tā）內置了協作功能（néng），同時能在完全基於雲的環境（jìng）下通過任意設備訪問相（xiàng）同的CAD係統（tǒng）和數據。ESPRIT提供免費的OnshapeConnect加載項，可（kě）將基於雲的（de）Onshape文檔直接導入（rù）到ESPRIT中（zhōng）。
-3D PDF是“無畫設計”方向的一大步驟，可生成（chéng）交互式、緊湊（còu）型及便於（yú）共享的3D文檔。3DPDF文件支持用戶將PDF中的BREP（邊界表示）數據導入到ESPRIT中。
-STEP AP 242是融合了STEP 203和STEP
214的新（xīn）的STEP標準。ESPRIT中的STEP支持（chí）公司產品生命周期所（suǒ）有階段的集成。
從無縫CAD到CAM的路徑為CNC程序員（yuán）提供了完整而準確的（de）零件數據，從而簡化NC代碼的路徑。
用（yòng）戶引導式線切割（gē）技術輸入
ESPRIT EDM Expert System線切割專（zhuān）家係統是一款通用型數（shù）據讀取器，用戶可（kě）以通過它來訪問製造商（shāng）推薦的切割數據（jù）。該專家係統（tǒng）是ESPRIT Wire EDM的集成組件。用戶隻需點（diǎn）擊（jī）一下即可訪問該專家係統，選擇線並（bìng）輸入工（gōng）件數據以顯示最佳切割策略（luè），然後單擊即可將（jiāng）製造商推薦的值加載到其操作（zuò）中。
EDM切削（xuē）數據存儲在易於使用及更新的外部XML文件中。不過，該專家係統並不需要（yào）退出ESPRIT直接使用XML代（dài）碼，而是讓CNC程序員直接在ESPRIT工作環境中（zhōng）編輯（jí）數據庫。
在ESPRIT提供的數據庫的基礎上，線切割用戶可以（yǐ）修改數據，同時在創建自定義數據庫時對其進行更精細的調整。
在Expert System數據讀取器中，用戶可以輕（qīng）鬆地將新項目添加到列表中，為工件數據添加新字段，並創建自定（dìng）義切割（gē）策略，還可以將更改後（hòu）的數據庫保存到（dào）新文件中，也可以替換當前數據庫。
圖（tú）20. ESPRIT EDM Expert System可以輕鬆訪問並定製製造（zào）商推薦的（de）電火花線（xiàn）切割數據。
這種在熟悉環境中編（biān）輯數據的簡化方法可以使（shǐ）EDM程序員在工作時快速測試並微（wēi）調切削策（cè）略，無（wú）需學習XML編碼。
更快的編程 加快加工過程。
現代計算機中（zhōng）對原始處理能力（lì）的（de）改進大大縮短了進（jìn）程中毛坯模型所需的（de）計算（suàn）時間，從（cóng）而加快了編程（chéng）效率。
加快對進程（chéng）中毛坯模型（xíng）的計算
利用數字表示毛坯模型的CAM係統讓用（yòng）戶盡可能地接近現實生活。ESPRIT在利用內部材料自動化引擎功（gōng）能計算刀具路徑時（shí）還（hái）能計算材料的狀態（tài）。這些動態毛坯模型將與機（jī）器切割材料相同的方式進行更新。
由於粗加工的所有階段都能知曉實際毛坯的條件，因（yīn）此ESPRIT可以計算可靠的刀具路徑，不會在材（cái）料已被去除的區域上浪費操作。
然而，越來（lái）越多的操作開始用於毛坯（pī），加工中的（de）毛坯模型也變得越來越複雜，即便添加簡單的操作也可能（néng）導致長（zhǎng）的（de）計算（suàn）時間。
ESPRIT 2017還在內部對毛坯自動化引擎進行了（le）重構（gòu），這大大減少了計算時（shí）間。現在，可在麵銑、型腔加工和輪廓加（jiā）工時選（xuǎn）擇毛坯自動化選項，其操作僅以秒為單位計算，不再是分鍾。
- 型腔加工：加快25倍
- 輪廓加工（gōng）：加快3倍
-3軸模具粗加工：加快12倍
三軸模具粗加工也（yě）采用了相同的重（chóng）構方式，即使是在複雜的零件上也能大大減少（shǎo）加工中（zhōng）毛坯的計算時間。不斷提高ProfitMilling™的性能
ESPRIT開發的ProfitMilling™
技術是一種高速粗加工策略，它在顯著提高切削進給量的同（tóng）時能更深入地切（qiē）削。ProfitMilling™技術可在計算（suàn）刀具路徑時管理切屑負載和側切力（lì），同時將接合角度（dù）和材料去除率保持在特定範圍內。
ESPRIT
2017還重新審視了ProfitMilling™技術（shù），以提高封（fēng）閉腔的性能和可靠性。其主要（yào）改進是（shì）以更大的初始切削力來更快的（de）開啟型腔開口，同時更緊密地（dì）控製初始（shǐ）路（lù）徑以減少機器減速。
圖21. 更大的初始切削力可（kě）以更快（kuài）地打開封閉腔，然後更好地進行（háng）排屑並打開冷卻液通路。
圖22. 測試顯（xiǎn）示，初始切削（xuē）力可以（yǐ）產生（shēng）最快的循環時（shí）間。
圖23. 初始通道的寬度已被優化，可以更快（kuài）地（dì）實（shí）現已編程的進給速率，同時機器減速更少。
圖24. 測試表明，通過半徑為0.5 - 1.0 x的切削寬度可實現最快（kuài）的循環時間。
ESPRIT一直通過設（shè）計更簡單及更快速（sù）的刀具路徑的軟件，以長期提高生產（chǎn）力來保持其在（zài）CAM行（háng）業的領導者地位。更智能化的刀具路（lù）徑建立在其擁（yōng）有的數十年的加工技術、設計創意、行業（yè）合作夥（huǒ）伴關係和現場測（cè）試的基礎上。將常規或耗時的任務從用戶轉換（huàn）到計算機（jī）中可以實現更（gèng）簡單（dān）的交互。通過更好更充分地利（lì）用現代化的計算能力來解決加工（gōng）問題的數學過程可以實現更快的編程。ESPRIT擁有一切讓您加工化繁為簡的功能。
關於ESPRIT
作為DP Technology的旗艦產品——ESPRIT，被譽為提供給CNC程序員有史以來功能最強大的CAM係統（tǒng）。ESPRIT是世界上唯一一（yī）款能夠在同一操作界麵進行車削（xuē）、銑削、線切割以及車銑複合編程（chéng）加工的CAM係統（tǒng）。高性能（néng）的ESPRIT係統能夠為任意（yì）一種CNC機（jī）床提供強大的編（biān）程（chéng）能力，與我們（men）合作的機床企（qǐ）業有：德馬吉森精機（DMG MORI），日本山崎馬紮克（MAZAK），瑞士阿（ā）奇夏米爾（GF Agie Charmilles）， 西鐵城（CITIZEN），韓國鬥山（DOOSAN），EMCO，中村留（NAKAMURA-TOME），大隈（OKUMA）等。
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