1 引言

　　PowerMILL是世界上著名的、功能最強(qiáng)大、加工策 略最豐富的數(shù)控加工編程軟件系統(tǒng)，同時(shí)也是CAM 軟件技術(shù)中最具有代表性的，相比UG、MasterCAM、 Cimatron等數(shù)控加工軟件，更容易操作上手、計(jì)算速度 更快、精度更好些。其采用中文Windows用戶界面， 良好的人機(jī)交互功能，提供2.5~5軸完善的加工策略， 幫助用戶產(chǎn)生最隹的刀具路徑方案，從而提高加工效率，盡量減少人工對(duì)參數(shù)的修改，快速產(chǎn)生粗、精加工 路徑，并且方案的修改和重新計(jì)算幾乎在瞬間完成， 幾乎縮短85%的刀具路徑計(jì)算時(shí)間，同時(shí)還能對(duì)刀具 進(jìn)行干涉檢查，避免刀具和工件的碰撞。在實(shí)體仿真 時(shí)，方便用戶在加工前了解整個(gè)加工過(guò)程及加工結(jié)果，查詢是否有漏加工的地方，以便數(shù)控編程人員能 更好地進(jìn)行修改，得到更好的加工策略。

2 PowerMILL的優(yōu)點(diǎn)

　　PowerMILL是目前非常優(yōu)秀的CAM制造系統(tǒng)，主 要的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在豐富的路徑策略（如精加工策略、三維區(qū)域清除策略、2.5維區(qū)域清除策略、鉆孔策略）、加 工殘余分析、人性化后編修能力，全程自動(dòng)的防過(guò)切， 智能化的干涉檢查，刀軌優(yōu)化等。PowerMILL是英國(guó) Delcam公司開(kāi)發(fā)的一款優(yōu)秀的、獨(dú)立的和基于知識(shí)的 專業(yè)三維加工軟件，其技術(shù)在同行業(yè)中居世界領(lǐng)先地 位。PowerMILL 在模具加工中的使用越來(lái)越廣泛， PowerMILL軟件的主要特點(diǎn)如下：

　?。?）與CAD系統(tǒng)的無(wú)縫接口。

　　現(xiàn)代的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期越來(lái) 越短，極大地增加了CAD與CAM 的異地化生產(chǎn)，這 就要求在不同軟件中，零件模型能夠相互轉(zhuǎn)換， PowerMILL在此方面提供了極強(qiáng)的功能，PowerMILL 能夠接受的CAD 模型類型，包括AutoCAD、CATIA、 Cimatron、I-DEAS、IGES、UG、Pro/E、SolidWorks、 STEP、Solid Edges等多種模型格式的文件，基本做到了與CAD 系統(tǒng)的無(wú)縫連接，另外其自身還提供了 Exchange轉(zhuǎn)換軟件，方便了用戶，便于用戶不同軟件 之間的相互轉(zhuǎn)換。

　?。?）面向高速加工。

　　a.智能化全程過(guò)切保護(hù)：現(xiàn)代的高速加工與傳統(tǒng) 加工相比，其切削速度提高了5~10倍左右，在數(shù)控加 工過(guò)程中一旦有過(guò)切現(xiàn)象發(fā)生，其沖擊力對(duì)機(jī)床、刀具都將帶來(lái)極大的損害，甚至對(duì)人身安全造成傷害。 PowerMILL充分考慮了這些因素，采用了智能全自動(dòng) 防過(guò)切處理，不需人工干預(yù)，全部由系統(tǒng)自動(dòng)完成，極 大地提高了加工的安全性。

　　b.刀具過(guò)載保護(hù)：在型腔類模型的加工中，刀具與 毛坯第一刀的接觸不可避免地會(huì)有全刀寬切削的產(chǎn) 生，這種全刀寬切削現(xiàn)象對(duì)刀具的使用壽命有很大的 危害。為了解決這種問(wèn)題，PowerMILL給用戶提供了 刀具過(guò)載保護(hù)功能—擺線加工，即當(dāng)發(fā)生全刀寬切削 時(shí)，PowerMIIL會(huì)自動(dòng)優(yōu)化刀具路徑，自動(dòng)以擺線加工 策略進(jìn)行處理，避免刀具過(guò)載，提高刀具路徑的合理 性，使刀更加優(yōu)化。

　　c.豐富的適合高速加工的細(xì)節(jié)處理：避免刀具在 加工過(guò)程中走刀方向的突然變化和保證刀具切削的 平穩(wěn)性，PowerMILL允許用戶采用水平圓弧、垂直圓 弧、螺旋、斜向等多種進(jìn)退刀方式，使刀具能夠高速地 切入切出工件，并且保證加工路徑的合理性，同時(shí)， PowerMILL在刀具路徑尖角處可采用圓弧光順?lè)绞竭M(jìn) 行優(yōu)化處理，是刀路更加平穩(wěn)合理，這些細(xì)節(jié)處理恰 恰滿足了高速加工所要求的。

　　（3）刀桿、刀柄碰撞檢查。

　　在實(shí)際數(shù)控加工中，編程人員總是希望采用盡可 能短的刀具對(duì)零件進(jìn)行加工，來(lái)解決因剛性問(wèn)題帶來(lái) 的“讓刀現(xiàn)象。然而在加工深腔類模具時(shí)，如果刀具 太短，刀桿或刀柄就會(huì)與工件產(chǎn)生碰撞，產(chǎn)生干涉碰 刀。PowerMILL為用戶提供了刀桿、刀柄自動(dòng)碰撞干涉檢查功能，而且允許用戶自己定義多級(jí)夾持。 PowerMILL不僅保證了刀具在加工過(guò)程中不會(huì)過(guò)切工 件，而且保證了刀桿，刀具夾持不會(huì)發(fā)生碰撞，消除了 操機(jī)人員和數(shù)控編程人員對(duì)此的憂慮，提高了加工的安全性。

　　（4）計(jì)算速度快。

　　PowerMILL有其獨(dú)特的后處理方式，在相同的軟硬 件平臺(tái)上，編程時(shí)對(duì)同一工件采用相同的加工方式和 加工參數(shù)等。PowerMILL的后處理時(shí)計(jì)算時(shí)間僅為其 他軟件所用時(shí)間的1/3。較快的計(jì)算速度使操作人員能 夠?qū)Χ喾N加工策略進(jìn)行充分比較，以便選擇最佳的加工策略，這樣充分提高加工效率，縮短不必要的時(shí)間。

3 PowerMILL的二次開(kāi)發(fā)

　　PowerMILL提供了兩種二次開(kāi)發(fā)接口：宏（macro） 接口和Visual Basic接口，這樣方便用戶按照自己喜歡的模式進(jìn)行編輯，做出非常實(shí)用的二次開(kāi)發(fā)程序， 這樣可以使用戶提高工作效率和工作質(zhì)量。

　?。?）用宏指令進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　　在PowerMILL中，宏是一組PowerMILL內(nèi)部指令的集合，其宏的錄制和編輯運(yùn)行非常的方便。用戶可 以通過(guò)宏命令編輯自己的刀具庫(kù)、模板庫(kù)、加工策略等等，常用在右鍵快捷菜單中體現(xiàn)。如圖1所示。

　　程序編程人員可以將經(jīng)常使用的功能編輯到右鍵快捷鍵中，方便程序員的操作和效率的提高，在編 輯菜單時(shí)，完全是macro命令的使用，下面是右鍵快捷鍵菜單中macro命令部分內(nèi)容：

　　U user_menu //右鍵菜單開(kāi)始　　T "POWER MILL外掛" //右鍵菜單名稱　　I "作者:張?jiān)品澹ㄇ鄭u理工大學(xué)）"　　S //菜單選項(xiàng)間分隔線　　M "刀路編輯" //一級(jí)主菜單名稱　　I "單雙向切削互換" 1 "EDIT TOOLPATH ZIGZAG"　　//二級(jí)子菜單　　I "刀路變換" 1 "FORM TPXFORM"　　I "反向" 1 "EDIT TOOLPATH REVERSE"　　Z //主菜單結(jié)束　　S　　M "刀具庫(kù)" //另一個(gè)一級(jí)主菜單　　I "PM7_40刀位動(dòng)態(tài)刀具庫(kù)" 1 "Macro　　D:\powermill\pmill2\ 刀具庫(kù)\PM7_40 刀位動(dòng)態(tài)刀庫(kù)　　20070917.mac"　　……

　　除此之外，還可以將一些常用刀具參數(shù)（如尺寸， 切削速度，進(jìn)給速率等），常用的編輯策略（精加工策 略，半精加工策略等等）做成宏模板，放到右鍵菜單 中，通過(guò)macro編輯到菜單中，下面是一個(gè)D50R5.0刀 具參數(shù)的模板： "D50R5.0" 1 "CREATE TOOL 'D50R5.0' TIPRADIUSED EDIT TOOL 'D50R5.0' DIAMETER 50 EDIT TOOL 'D50R5.0' TIPRADIUS 5.0 FORM FEEDRATE EDIT PRATE 500 EDIT FRATE 2500 EDIT RPM 1800 FEEDRATE ACCEPT PowerMILL中macro命令的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單方便， 可以任意編輯自己想要的宏程序，甚至后處理，刀具 庫(kù)，機(jī)床庫(kù)，出程序單等等都可以編輯到菜單中，甚者 可以實(shí)現(xiàn)程序后處理到出程序單一體化過(guò)程，非常方 便編程人員，這樣可以使編程的效率有很大的提高。

　?。?）用Visual Basic進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

　　方法是通過(guò)VB中菜單“工程／部件”調(diào)出部件對(duì) 話框，并選中Delcam PowerSolution OLE control，調(diào) 入PowerSolutionOLE．OCX控件后，進(jìn)行編程。在用 vb 進(jìn)行編程的時(shí)候，可以通過(guò)macro 程序來(lái)進(jìn)行幫 助。下面是三個(gè)最基本的命令：

　　PowerMILL31.connect psstartpowermill　　//啟動(dòng)PowerMILL　　PowerMILL31.connect　　// 連接上PowerMILL　　PowerMILL31.disconnect　　// 退出PowerMILL

　　下面是用VB編輯的一個(gè)用于定位坐標(biāo)的一個(gè)小 軟件，如圖2所示。

　　模型定位中的部分代碼：

　　Private Sub cmdExcute_Click（）　　Dim dx As Double　　Dim dy As Double　　Dim dz As Double　　Dim ZMax As Double　　//定義XYZ坐標(biāo)值變量　　……　　If chkRotateY180.Value = 1 Then　　txtAngle.Text = 180　　//繞Y軸旋轉(zhuǎn)180度　　cmdRotate_Click（1）　　End If　　pm.GetModelSize "", xmin, xmax, ymin, ymax,　　ZMin, Zmax　　//定義當(dāng)前零件，xyz坐標(biāo)位置　　Select Case F20.Tag　　Case "0"　　dx = -xmin　　//X的值為X軸最小處　　Case "1"　　dx = -（xmin + xmax） / 2　　Case "2"　　dx = -xmax　　……

4 PowerMILL的仿真機(jī)床測(cè)試

　　當(dāng)編完程序后，需要進(jìn)行虛擬仿真，觀察刀具是否有碰撞過(guò)切，然而在一般的模擬過(guò)程中只能體現(xiàn)出 來(lái)刀具和加工零件，而不能模擬刀具主軸頭是否和工 件碰撞，尤其是在五軸機(jī)床中，PowerMILL恰恰能解決這個(gè)問(wèn)題。

　　機(jī)床測(cè)試包括的文件如下：

　　.mac是機(jī)器啟動(dòng)的宏文件　　.mtd是仿真機(jī)器設(shè)置和選擇啟動(dòng)文件　　.pmlth是PowerMILL tool文件　　.xsd是仿真機(jī)器設(shè)置定義文件　　.dmt是仿真機(jī)器的三維文件

　　一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器的仿真包括3個(gè)：桌子、旋轉(zhuǎn)軸桌子、主軸頭。 機(jī)器的三維文件是要自己用UG、Pro/E、 Solidworks等三維軟件根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況提前做好 的。往往將三維文件的格式先轉(zhuǎn)換為stl格式（證書信 任列表），然后在轉(zhuǎn)為dmt格式的文件（仿真機(jī)器的三 維文件）。下面是一個(gè)是編寫的一個(gè)table-tableAC五 軸簡(jiǎn)單機(jī)床，AC軸是旋轉(zhuǎn)軸A軸繞X軸旋轉(zhuǎn)，C軸繞Z 軸旋轉(zhuǎn)。如圖3所示。

　　下面是程序中的部分代碼：

　　〈!-- Where things are attached to the　　machine --〉　　〈table_attach_point PART="table" X="0" Y="0"　　Z="0" /〉 //桌子與桌子的機(jī)械原點(diǎn)　　〈head_attach_point PART="head" X="0" Y="0"　　Z="600" I="0" J="0" K="1" /〉　　　　//桌子與主軸頭的機(jī)械原點(diǎn)　　"machine_parts/ //代表三維文件目錄，column_a.　　dmt" /〉 //代表目錄里的文件　　〈rgb R="200" G="200" B="200" /〉　　〈machine_part NAME="head" /〉 //機(jī)器零件的名　　稱=頭　　……　　〈!-- The table --〉　　〈machine_part〉 //機(jī)器零件　　〈axis〉 定義軸　　〈control_info ADDRESS="A" MIN="-120" MAX="　　20" /〉 // 定義A軸和軸的界限　　〈simple_rotary X="0" Y="0" Z="150" I="-1" J="　　0" K="0" /〉 //定義A軸和軸的位置及矢量　　...　　〈path FILE="machine_parts/table_2.dmt" /〉 //　　定義A軸的三維模型　　〈rgb R="255" G="255" B="255" /〉　　//定義A軸的三維模型的顏色　　〈control_info ADDRESS="B" /〉 //定義B軸　　…　　〈simple_rotary X="0" Y="0" Z="0" I="0" J="0"　　K="1" /〉 //定義B軸和軸的位置及矢量　　〈/axis〉　　〈model_list〉　　〈dmt_file〉　　〈path FILE="machine_parts/table_1.dmt" /〉 //定　　義A軸的三維模型　　〈rgb R="200" G="200" B="200" /〉　　// 定義A軸的三維模型的顏色　　〈/model_list〉　　〈machine_part NAME="table"/〉　　//機(jī)器零件的名稱=桌子（工作臺(tái)）〈/machine_part〉　　〈/machine_part〉

5 結(jié)束語(yǔ)

　　PowerMILL在數(shù)控加工過(guò)程中，極大地方便了編 程人員的操作，簡(jiǎn)單易懂的操作和清楚明了的加工策略，對(duì)于新的編程人員非常容易上手，極大地提高了數(shù)控編程人員的效率。對(duì)軟件的二次開(kāi)發(fā)，使我們對(duì)軟件功能的理解和應(yīng)用更加熟練，利于我們對(duì)軟件進(jìn)行更深層次的應(yīng)用。在熟練掌握PowerMILL軟件功 能的情況下，通過(guò)對(duì)其深入研究，任何人都可以開(kāi)發(fā)出適用于本單位和個(gè)人習(xí)慣的工具，為提高工作效率和編程質(zhì)量服務(wù)。