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基于PowerMILL编程的汽车内饰件铣切加工应用

来源:《汽车科技》 编辑:徐先勇 时间:2018-12-30

摘 要:在中高档汽车仪表板、门板生产中需要对其发泡件进行铣切加工,双机器人自动铣切加工工艺生产效率高,逐渐被众多汽车内饰件制造企业采用。运用PowerMILL编程软件,对铣切产品3D数据进行机器人切割轨迹离线编程,应用于双机器人铣切加工,实现了汽车仪表板、门板铣切工序自动化、柔性化、高效率生产。

关键词:PowerMILL;双机器人;铣切;汽车内饰件

中图分类号:TP 文献标识码: 文章编号: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

随着我国人民生活水平和质量的提高,人们对汽车的需求量逐年增加,对于汽车内饰的舒适性、可靠性、安全性和功能需求更高,在设计方面还要求注重色调、色泽、手感、操控等方面的改善。因此,汽车内饰外观设计和制造工艺已成为人们评价汽车性能和价值的重要标准[1]。在中高

档汽车内饰件仪表板、门板生产中,对其发泡件铣切加工工序尤为重要。这里我们将重点介绍应用PowerMILL软件在汽车内饰件仪表板、门板制造中铣切加工的完全解决方案。

1 仪表板、门板制造工艺流程

针对不同仪表板,涉及的工艺及流程各不相同,可粗略把仪表板划分为硬塑仪表板、半硬泡仪表板等[2]。硬塑仪表板制造工艺流程为:注塑——弱化——焊接——装配;半硬泡仪表板制造工艺流程为:注塑、搪塑或真空成型——弱化——发泡——铣切——焊接——装配。

门板制造工艺流程相比仪表板简单,其中高档门板应用了表皮包覆、缝纫和发泡工艺。

2 PowerMILL软件离线编程

PowerMILL是Delcam公司开发的一款全球领先的专业CAM软件,适用于具有复杂形体的产品、零件及模具的编程,被广泛地应用在航空、航天、汽车、船舶、内燃机、家用电器和轻工业产品等行业[3]。在这里我们重点谈谈使用PowerMILL软件对汽车仪表板、门板的铣切加工进行离线编程。

2.1 PowerMILL软件操作界面介绍

PowerMILL软件操作界面窗口如图所示,它主要由菜单栏、工具栏、目录树、工作区域、状态栏和机器人库下拉菜单组成,如图1所示:

2.2 导入模型

加工模型的导入是数控编程的第一步,它是生成数控代码和机器人轨迹的前提与基础[4]。汽车内饰件铣切编程导入模型包含产品3D数据导入、刀具创建和机床(机器人)模型导入。这些数据在导入的过程之前需要耗费较多时间把数据转换为PowerMILL软件可识别的dgk、igs等格式,其中dgk格式导入更快更方便。

2.3 创建毛坯、选择刀路策略与设置

依据加工部位创建毛坯,产生的刀具路径始终在毛坯内部。根据产品的加工特点,选择相应的刀路策略,在使用PowerMILL软件进行汽车内饰件铣切编程中,我们通常选择SWARF精加工和线框SWARF精加工。

SWARF精加工即通常所说的“靠面加工”,利用刀具侧刃加工已选曲面。由于刀具的侧切削刃在切削范围内与曲面完全接触,因此这种加工策略只适用于可展曲面。实际加工中,如果使用SWARF精加工策略不能计算出正确的刀具路径,可考虑使用线框SWARF精加工策略。这是因为被加工曲面的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缝、不相连接的碎面等缺陷,在这种情况下使用SWARF精加工策略往往不能计算出所希望的刀具路径,此时可采用线框SWARF精加工策略。两种精加工的区别是:线框SWARF精加工是通过使用曲面的顶、底部两条曲线创建刀具路径的[4]。

选择合适的刀路策略后,需要分别对精加工参数、公差、快进高度、切入切出和连接、开始点、结束点、进给和转速等加工参数进行设置,如表1所示。

2.4 刀具路径生成与仿真

针对内饰件产品各加工部位,选择相应的加工策略,分段生成轨迹。对于非连续加工面且位置距离较大的加工面被划分为一段。因此,一个内饰件产品加工一般由多段刀具路径组成。

通过产生刀具路径,选择分段加工面和创建

坐标系、刀具、毛坯和精加工参数设置,可自动生成刀具路径,如图3所示。若无法产生刀具路径,需要对加工面进行补面和修改,直至生成理想的刀具路径。

刀具路径生成后,可通过机器人库,将机器人模型调入至建立的坐标系位置进行仿真。仿真结果与实际加工完全一致,也可用于项目阶段前期可行性分析,指导胎具和产品设计,如图4所示。

2.5 程序导出

各段刀路仿真无问题后,设置机器人后处理参数即可导出程序,以ABB机器人为例,如图5所示。

3 双机器人铣刀程序调试与产品试切

3.1 程序调试

3.2 产品试切

程序导入机器人控制器检查无误后,可进行产品试切。在新产品首次试切时,应以25%的速度进行自动切割。产品试切(如图7所示)完后,再按照产品质量和尺寸要求进行铣切工艺精调,直至达到产品装配要求。

4 结束语

本文阐述了PowerMILL软件在汽车内饰件仪表板、门板制造中铣切加工应用,详细介绍了应用该软件进行离线编程的方法,并归纳出内饰件铣

切加工参数表和程序修改经验。通过铣切产品案例分析,总结出双机器人铣刀程序调试与产品试切需要修改和注意的问题。为使用PowerMILL軟件在汽车内饰件铣切加工的广泛应用提供了案例与基础。

参考文献:

[1]陈通,贺凤雷.汽车仪表板设计和制造工艺研究[J].技术讨论,2016(3):第6卷第8期.

[2]赵涛,柴黎明.汽车仪表板设计及制造[J].客车技术与研究,2010(6):34-36.

[3]蒋厉昧,牟志军.PowerMILL软件在汽车内饰件中的应用及优势[J].CAD,CAM与制造业信息化, 2007(7):88-89.

[4]刘江,李万全,王金凤,黎胜容. PowerMILL2012数控高速加工实例详解教程[M].北京:机械工业出版社,2014.2.

[5]谭景春,蔺任志.机器人铣削系统的研究[J].机械工程师,2016(3):105-106.

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