CN114115127A - 在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模具加工技术领域，提供了一种在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法；其包括以下步骤：S1：模座数模处理；S2：包络处理，利用二次开发插件，以棱边分别平行于笛卡尔坐标系的三坐标轴的长方体，分别对各片体进行包络，最小包络长方体设置为对应片体的包络体；S3：利用二次开发插件，分别获取各包络体在笛卡尔坐标系的各坐标轴上的正投影的最大值和最小值，将六个所得值定义为对应包络体的极值数组；S4：片体分类筛选，利用二次开发插件，根据极值数组判断对应片体的类型，自动筛选符合设定类型的片体；S5：调用配置的PowerMill编程模板对选取的全部片体进行NC程序编程。其用于在解决PowerMill编程时，需要手工选择加工片体的问题。

Description

在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法

技术领域

本发明涉及模具加工技术领域，具体涉及一种在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法。

背景技术

汽车钣金件的冲压模具的模座部分一般情况下是采用FMC技术铸造而来，而且汽车模具的模座加工主要是对有尺寸和平面度、垂直度有要求的面进行NC(NumericalControl，即数字控制)铣削加工。模座底面一般的加工内容包括底平面、键槽、压板槽、夹持感应面等。早期曾采用NC操作人员手动摇手轮进行加工，随着CAM软件的推广应用，现在更多的是由编程人员在前端使用CAM软件进行编程，然后下发NC程序到加工现场进行程序化加工。

当前，常用的CAM编程软件有PowerMill，PowerMill是英国Delcam Plc公司出品的数控加工编程软件系统。传统的使用PowerMill编程的方式一般是，先从其他三维软件导入模座的数字模型到PowerMill软件，PowerMill软件将实体模型分解成片体。然后在PowerMill软件内选择加工片体，设置适合的加工参数，最后计算出加工轨迹。进一步的做法是对模座的所有加工内容进行分类，然后针对各种类设置对应的模板，选择相应加工片体后，直接调用对应的模板直接计算出加工刀路的轨迹。

从上述编程方式可看出，在传统的编程过程中，编程人员必须要选择加工片体，并选择对应类型的编程模板或直接对其编程。

Microsoft Visual Studio(简称VS)是美国微软公司的开发工具包系列产品，是PowerMill软件进行二次开发的常用工具。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法；用于解决利用PowerMill编程时，需要编程人员手工选择加工片体的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供以下技术方案：

一种在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：模座数模处理，将PowerMill软件编程的笛卡尔坐标系与模座数模关联，使模座数模的长、宽、高方向分别平行对应所述笛卡尔坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴和第三坐标轴，在PowerMill内将模座数模分解为片体；

S2：包络处理，利用二次开发插件，以棱边分别平行于所述笛卡尔坐标系的三坐标轴的长方体，分别对各片体进行包络，最小包络长方体设置为对应片体的包络体；

S3：利用所述二次开发插件，分别获取各所述包络体在所述笛卡尔坐标系的各坐标轴上的正投影的最大值和最小值，将六个所得值定义为对应所述包络体的极值数组；

S4：片体分类筛选，利用所述二次开发插件，根据所述极值数组判断对应片体的类型，自动筛选符合设定类型的片体；

S5：调用配置的PowerMill编程模板对选取的全部片体进行NC程序编程。

优选的，所述模座数模处理还包括步骤：

隐藏非加工片体，模座数模分解成片体后，在所述包络处理进行之前，在PowerMill内将非加工片体进行隐藏。

优选的，所述片体分类筛选包括利用所述二次开发插件进行以下步骤：

S41：底平面识别，根据各所述包络体的所述极值数组，判断各所述包络体与第三坐标轴的位置关系，识别底平面；

S42：底面键槽识别，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面的片体，再进一步筛选垂直于第一坐标轴或第二坐标轴的片体，根据筛选得到的片体间的相对位置关系，识别底面键槽；

S43：夹持感应面识别，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面的片体，再进一步筛选垂直于第一坐标轴或第二坐标轴的片体，筛选得到的片体在第一坐标轴或第二坐标轴上的正投影为最大值或最小值的，识别为夹持感应面；

S44：压板槽识别，根据各所述包络体的所述极值数组和底平面识别压板槽；

S45：压板槽与夹持感应面之间的倒角识别，根据各所述包络体的所述极值数组和夹持感应面、压板槽和底平面，识别倒角；

S46：自动筛选符合设定类型的片体。

优选的，所述底面键槽识别还包括如下步骤：

设定键槽的宽度值B和深度值H；

进一步筛选片体上的点到底平面的最大距离为H的片体；

分别计算所有垂直于第一坐标轴的片体相互间的距离，和所有垂直于第二坐标轴的片体相互间的距离，将距离等于B值的两片体识别为底面键槽。

优选的，所述压板槽识别还包括以下步骤：

设定压板槽的槽宽为K；

识别端面，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面的所述包络体，判断得到的各所述包络体沿第一坐标轴和第二坐标轴的长度值是否满足直径和半径的关系，且至少二者之一等于K，若“否”，排出对应片体，若“是”，对应片体识别为端面；

识别侧壁，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面且与端面连接的片体，进一步筛选所得片体，保留与第一坐标轴或第二坐标轴直的片体，并识别为侧壁；

分别判断各端面是否连接有两组侧壁，若“否”，排出对应端面和侧壁，若“是”，将对应端面和侧壁识别为压板槽。

优选的，所述识别倒角包括以下步骤：

设定倒角的大小为C；

根据各所述包络体的所述极值数组，筛选同时连接夹持感应面和压板槽的包络体，判断各所得包络体在第一坐标轴和第二坐标轴上的正投影长度是否相等且等于C；若“否”，排出对应片体；若“是”，将对应片体识别为倒角。

上述在在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法至少具有以下优点：

(1)通过极值数组识别底平面，在结合识别出的底平面识别其他类型的待加工片体，充分利用了待加工片体的几何特征，识别过程简单可靠，省去了编程人手工选择加工片体的烦恼，大大提高了编程效率。

(2)隐藏非加工片体减少片体识别的工作量，提高片体自动识别、选择的效率。

(3)先筛选靠近底平面的片体，再对筛选后片体进行进一步识别，能够有效减少片体识别的工作量，并排除不相关片体的干扰，识别精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一模座零件的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法的流程图；

图3为图2所示的流程图中的片体分类筛选的流程图；

图4为图3所示的流程图中的底面键槽识别的流程图；

图5为图3所示的流程图中的压板槽识别的流程图；

附图标记：

11-极值数组；

21-底平面，22-底面键槽，23-夹持感应面，24-压板槽，25-倒角；

S1～S46步骤。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在PowerMill软件内对模座加工进行编程时，编程人员必须要选择加工片体，并选择对应类型的编程模板或直接对其编程。编程人员选择加工片体的工作量大，容易疲劳。为此，本发明提供以下实施方式来解决上述问题。

请参阅图1，需要说明的是，模座零件一般具有以下结构特征：底平面21是模座与压机床台的贴合面。底面键槽22是用于模座与压机床台定位，一般设置在模座四边的中间位置，呈条形状，宽度按床台固定规格设置。压板槽24是用于将模座与床台锁付时螺杆通过的一个呈U形的槽，因为螺杆的直径符合国标，压板槽的宽度也相对固定。夹持感应面23是自动夹持装置在自动夹持过程中识别压板槽24位置的垂直平面，位于压板槽24两侧，且一般为模具四周最外侧。可以理解的是，具有类似结构特征的零件也可视为模座零件，采用本发明的方法进行编程。

请参阅图1至图3，一实施方式中的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法包括步骤：模座数模处理S1、包络处理S2、获取极值数组S3、片体分类筛选S4、NC程序编程S5。

模座数模处理S1：将PowerMill软件编程的笛卡尔坐标系与模座数模关联，使模座数模的长、宽、高方向分别平行对应笛卡尔坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴和第三坐标轴，在PowerMill内将模座数模分解为片体。

在具体实施中，模座数模处理S1可以通过PowerMill的自带功能完成。模座数模在编程的笛卡尔坐标系内进行定向原则依据模座的底平面21和底面键槽22的结构决定。模座数模的高是指底平面21的法向，模座数模的长、宽分别指底面键槽22的两个延伸方向。

在另一具体实施中，模座数模处理S1还包括步骤：隐藏非加工片体，模座数模分解成片体后，在包络处理S2进行之前，在PowerMill内将非加工片体进行隐藏。隐藏非加工片体减少片体识别的工作量，提高片体自动识别、选择的效率。优选的，在模具设计过程中，对模座上所有非加工面涂一种颜色，模座分解后，再通过PowerMill软件根据非加工面的颜色一键隐藏非加工片体。

包络处理S2：利用二次开发插件，以棱边分别平行于笛卡尔坐标系的三坐标轴的长方体，分别对各片体进行包络，最小包络长方体设置为对应片体的包络体。

步骤S3：利用二次开发插件，分别获取各包络体在笛卡尔坐标系的各坐标轴上的正投影的最大值和最小值，将六个所得值定义为对应包络体的极值数组11。

在具体实施中，包络处理S2和步骤S3通过计算机语言编程平台与PowerMill提供的开发接口文件PowerSolutionDOTNetOLE.dll相结合开发二次开发插件进行处理。通过PowerMill提供的开发接口文件PowerSolutionDOTNetOLE.dll中封装的函数SIZE MODEL或PMILL.GetEntitySize(enumPowerMILLEntityType.pmPattern,newPattern,xMin,xMax,yMin,yMax,zMin,zMax)，进行处理可以得到极值数组11。需要说明的是，此处的“PMILL”是PowerSolutionDOTNetOLE的缩写，在引用函数的同时可重命名为新函数“PMILL”。

例如直接引用PowerSolutionDOTNetOLE.clsPowerMILLOLE可写为：

Imports PowerSolutionDOTNetOLE.clsPowerMILLOLE

引用PowerSolutionDOTNetOLE.clsPowerMILLOLE并同时重命名写为：

Imports PMILL＝PowerSolutionDOTNetOLE.clsPowerMILLOLE

在具体实施中，第一坐标轴、第二坐标轴和第三坐标轴依次分别定义为X轴、Y轴、Z轴，底平面21的外法线方向对应Z轴的正方向。极值数组11对应定义为(xMin，xMax，yMin，yMax，zMin，zMax)。使用Microsoft Visual Studio计算机语言编程平台通过如下代码可以得到极值数组11的对应值。

PMILL.Execute("CREATE PATTERN；")

Dim newPattern As String＝

PMILL.GetActiveEntityName(enumPowerMILLEntityType.pmPattern)

Dim xMin,yMin,zMin,xMax,yMax,zMax As Double

Dim theErr As String＝PMILL.ExecuteEx("EDIT PATTERN；INSERT MODEL")

Dim max_Z As Double＝0

Dim min_Z As Double＝0

If theErr＝""Then

PMILL.GetEntitySize(enumPowerMILLEntityType.pmPattern,newPattern,xMin,xMax,yMin,yMax,zMin,zMax)

xMin＝FormatNumber(xMin,1)

xMax＝FormatNumber(xMax,1)

yMin＝FormatNumber(yMin,1)

yMax＝FormatNumber(yMax,1)

zMin＝FormatNumber(zMin,1)

zMax＝FormatNumber(zMax,1)

End If

可以理解的是，在PowerMill提供的开发接口文件支持的前提下，也可以采用其他程序语言和开发平台进行插件开发。

片体分类筛选S4：利用二次开发插件，根据极值数组11判断对应片体的类型，自动筛选符合设定类型的片体。

请一并参阅图3至图5，在具体实施中，片体分类筛选S4包括利用二次开发插件进行以下步骤：底平面识别S41，底面键槽识别S42，夹持感应面识别S43，压板槽识别S44，倒角识别S45，和步骤S46：自动筛选符合设定类型的片体。

具体的，底平面识别S41，包括根据各包络体的极值数组11，判断各包络体与第三坐标轴的位置关系，识别底平面21。具体的，考虑到底面键槽22是用于模座与压机床台定位。因此，底平面21是在Z轴上有最值的包络体对应的平面片体。在一实施方式中，通过二次开发插件对所有包络体进行循环识别，选择出zMin＝zMax的片体(标示为平面)，并判断在所有平面片体中，zMax最大的即为模座的底平面21。

底面键槽识别S42包括根据各包络体的极值数组11进行以下步骤：

步骤S421：筛选靠近底平面21的片体。

步骤S422：再进一步筛选垂直于第一坐标轴或第二坐标轴的片体。再根据筛选得到的片体间的相对位置关系，识别底面键槽22。

具体的，底面键槽22是用于模座与压机床台定位，一般设置在模座四边的中间位置，呈条形状，宽度按床台固定规格设置。左右两边的底面键槽22的长边与X轴平行，中心线重合，前后两条边的底面键槽22长边与Y轴平行，中心线重合，深度一般具有固定值。根据这些特征，首先筛选与底平面21相近的包络体。例如但不限于，定底平面21在Z轴上的正投影值为Z，取zMax＝Z的包络体为底平面21相近的包络体。考虑到底面键槽22可能倒角，判断时，可以选择zMax与Z的差值不超过倒角大小包络体，以避免出现漏选片体。再根据xMin＝xMax判断此包络体对应的片体为垂直于X轴的片体，根据yMin＝yMax判断此包络体对应的片体为垂直于Y轴的片体。通过循环计算符合条件的片体面之间的距离，最终识别出底面键槽22。

在一具体实施方式中的，底面键槽识别S42还包括如下步骤：

步骤S423：设定键槽的宽度值B和深度值H。键槽的宽度值B和深度值H根据底面键槽22的常用尺寸设置可以在二次开发时预设或在片体筛选前输入。

步骤S424：进一步筛选片体上的点到底平面21的最大距离为H的片体。

步骤S425：分别计算所有垂直于第一坐标轴的片体相互间的距离，和所有垂直于第二坐标轴的片体相互间的距离，将距离等于B值的两片体识别为底面键槽22。

夹持感应面识别S43，根据各包络体的极值数组11，筛选靠近底平面21的片体，再进一步筛选垂直于第一坐标轴或第二坐标轴的片体，筛选得到的片体在第一坐标轴或第二坐标轴上的正投影为最大值或最小值的，识别为夹持感应面23。具体的，通过筛选与底平面21相近的包络体得到靠近底平面21的片体。同样根据xMin＝xMax判断此包络体对应的片体为垂直于X轴的片体，根据yMin＝yMax判断此包络体对应的片体为垂直于Y轴的片体。当对应的包络体在X轴或Y轴上的正投影与所有包络体相比具有最大或最小值时，识别对应片体为夹持感应面23。

压板槽识别S44，根据各包络体的极值数组11和底平面21识别压板槽24。具体的，压板槽识别S44还包括以下步骤：

步骤S441，设定压板槽24的槽宽为K。由于压板槽24的宽度相对固定，K可以在二次开发时预设。

识别端面S442，根据各包络体的极值数组11，筛选靠近底平面21的包络体，判断得到的各包络体沿第一坐标轴和第二坐标轴的长度值是否满足直径和半径的关系，且至少二者之一等于K，若“否”，排出对应片体，若“是”，对应片体识别为端面。

识别侧壁S443，根据各包络体的极值数组11，筛选靠近底平面21且与端面连接的片体，进一步筛选所得片体，保留与第一坐标轴或第二坐标轴直的片体，并识别为侧壁。

步骤S444：分别判断各端面是否连接有两组侧壁，若“否”，排出对应端面和侧壁，若“是”，将对应端面和侧壁识别为压板槽24。

压板槽24与夹持感应面23之间的倒角25识别S45，根据各包络体的极值数组11和夹持感应面23、压板槽24和底平面21，识别倒角25。在一具体实施方式中的，倒角识别S45包括以下步骤：设定倒角25的大小为C。根据各包络体的极值数组11，筛选同时连接夹持感应面23和压板槽24的包络体，判断各所得包络体在第一坐标轴和第二坐标轴上的正投影长度是否相等且等于C；若“否”，排出对应片体；若“是”，将对应片体识别为倒角25。

步骤S46：自动筛选符合设定类型的片体。根据上述的片体识别步骤的识别结果。选择需要编程的片体。

S5：调用配置的PowerMill编程模板对选取的全部片体进行NC程序编程S5。根据选择的片体的特征类型，选择对应类型的PowerMill编程模板进行编程。

在上述实施方式中，通过极值数组11识别底平面21，在结合识别出的底平面21识别S41其他类型的待加工片体，充分利用了待加工片体的几何特征，识别过程简单可靠，省去了编程人手工选择加工片体的烦恼，大大提高了编程效率。片体识别过程中，先筛选靠近底平面21的片体，再对筛选后片体进行进一步识别，能够有效减少片体识别的工作量，并排除不相关片体的干扰，识别精度高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：模座数模处理，将PowerMill软件编程的笛卡尔坐标系与模座数模关联，使模座数模的长、宽、高方向分别平行对应所述笛卡尔坐标系的第一坐标轴、第二坐标轴和第三坐标轴，在PowerMill内将模座数模分解为片体；

S2：包络处理，利用二次开发插件，以棱边分别平行于所述笛卡尔坐标系的三坐标轴的长方体，分别对各片体进行包络，最小包络长方体设置为对应片体的包络体；

S3：利用所述二次开发插件，分别获取各所述包络体在所述笛卡尔坐标系的各坐标轴上的正投影的最大值和最小值，将六个所得值定义为对应所述包络体的极值数组；

S4：片体分类筛选，利用所述二次开发插件，根据所述极值数组判断对应片体的类型，自动筛选符合设定类型的片体；

S5：调用配置的PowerMill编程模板对选取的全部片体进行NC程序编程。

2.根据权利要求1所述的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述模座数模处理还包括步骤：

隐藏非加工片体，模座数模分解成片体后，在所述包络处理进行之前，在PowerMill内将非加工片体进行隐藏。

3.根据权利要求1所述的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述片体分类筛选包括利用所述二次开发插件进行以下步骤：

S41：底平面识别，根据各所述包络体的所述极值数组，判断各所述包络体与第三坐标轴的位置关系，识别底平面；

S42：底面键槽识别，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面的片体，再进一步筛选垂直于第一坐标轴或第二坐标轴的片体，根据筛选得到的片体间的相对位置关系，识别底面键槽；

S43：夹持感应面识别，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面的片体，再进一步筛选垂直于第一坐标轴或第二坐标轴的片体，筛选得到的片体在第一坐标轴或第二坐标轴上的正投影为各包络体最大值或最小值的，识别为夹持感应面；

S44：压板槽识别，根据各所述包络体的所述极值数组和底平面识别压板槽；

S45：压板槽与夹持感应面之间的倒角识别，根据各所述包络体的所述极值数组和夹持感应面、压板槽和底平面，识别倒角；

S46：自动筛选符合设定类型的片体。

4.根据权利要求3所述的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述底面键槽识别还包括如下步骤：

设定键槽的宽度值B和深度值H；

进一步筛选片体上的点到底平面的最大距离为H的片体；

分别计算所有垂直于第一坐标轴的片体相互间的距离，和所有垂直于第二坐标轴的片体相互间的距离，将距离等于B值的两片体识别为底面键槽。

5.根据权利要求3所述的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述压板槽识别还包括以下步骤：

设定压板槽的槽宽为K；

识别端面，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面的所述包络体，判断得到的各所述包络体沿第一坐标轴和第二坐标轴的长度值是否满足直径和半径的关系，且至少二者之一等于K，若“否”，排出对应片体，若“是”，对应片体识别为端面；

识别侧壁，根据各所述包络体的所述极值数组，筛选靠近底平面且与端面连接的片体，进一步筛选所得片体，保留与第一坐标轴或第二坐标轴直的片体，并识别为侧壁；

分别判断各端面是否连接有两组侧壁，若“否”，排出对应端面和侧壁，若“是”，将对应端面和侧壁识别为压板槽。

6.根据权利要求3所述的在PowerMill软件中实现模座底面自动编程的方法，其特征在于，所述识别倒角包括以下步骤：

设定倒角的大小为C；

根据各所述包络体的所述极值数组，筛选同时连接夹持感应面和压板槽的包络体，判断各所得包络体在第一坐标轴和第二坐标轴上的正投影长度是否相等且等于C；若“否”，排出对应片体；若“是”，将对应片体识别为倒角。

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