14(ArtCAM教程14加工浮雕)

1、. . . .14. 加工浮雕綜述ArtCAM 可產(chǎn)生刀具路徑文件供浮雕加工。此文件包含一個(gè)指令系列，它為特 定的 CNC 機(jī)床指定出加工浮雕過程中所要遵循的刀具路徑。ArtCAM 提供了一系列的二維和三維加工選項(xiàng)，可產(chǎn)生整個(gè)浮雕的加工刀具路 徑也可僅產(chǎn)生一個(gè)特殊區(qū)域的刀具路徑。提供了一系列可供選用的刀具類型并可 全面控制刀具尺寸。用 ArtCAM 可以產(chǎn)生多重刀具路徑，這樣，在加工中可將各種不同的加工策略 結(jié)合起來使用，精加工前可進(jìn)行多次粗加工，以在精加工前切掉多余材料。ArtCAM 可為每個(gè)刀具產(chǎn)生單獨(dú)的刀具路徑文件或?qū)⒁幌盗械毒叩牡毒呗窂轿?件合并在一個(gè)大的文件中，這取決于您的 NC 機(jī)

2、床是否帶有換刀功能。 通過刀具路徑 工具欄可控制主要的三維加工參數(shù)的產(chǎn)生。其它的一些選項(xiàng)，如二維加工選項(xiàng)和激光加工選項(xiàng)位于加工 工具欄中。三維加工范例本范例將加工一個(gè)使用 ArtCAM 產(chǎn)生的玩具熊浮雕。參考資料. . . .首先，使用加工 工具欄中的 Z 層粗加工切除主體材料，然后使用刀具路徑 工具 欄中的一些選項(xiàng)按鈕來產(chǎn)生半精加工和精加工刀具路徑。材料設(shè)置使用文件 菜單關(guān)閉 所有的項(xiàng)目。 從浮雕 工具欄中選取裝載浮雕 圖標(biāo)。從目錄 ExamplesTed_bear 下打開浮雕 Sculpt_Teddy.art 。于是三維查看 中出現(xiàn)下圖所示浮雕：因?yàn)楦〉駴]有匹配的二維圖像， ArtCAM在

3、二維查看 中產(chǎn)生一個(gè)灰度圖像。產(chǎn)生任何刀具路徑前，必須首先定義毛坯尺寸，這樣 ArtCAM 就知道有多少材 料需要加工。 在 刀具路徑 工具欄中點(diǎn)取 設(shè)置材料 圖標(biāo)。參考資料. . . .于是打開材料設(shè)置 對話方框。使用此對話視窗可定義毛坯的大小，模型在材料中的位置以及材料 Z 軸零點(diǎn)位 置。這樣， ArtCAM 就能知道是否需要從頂部切除一部分材料或是保留材料底 部的多余材料部分。同樣，可設(shè)置材料 Z 軸零點(diǎn)，這樣 ArtCAM 就能知道加工的原點(diǎn)處于何處。此 點(diǎn)即可設(shè)置在毛坯的底部也可設(shè)置在毛坯的頂部。由于模型的厚度 是 5.115mm，因此，設(shè)置材料厚度 為 6mm。 設(shè)置頂部偏置 為

4、0.0mm，或是使用滑塊將模型拖到頂部。 確認(rèn)材料 Z 軸零點(diǎn)設(shè)置為毛坯的頂部。點(diǎn)取接受 。于是三維查看 中的浮雕周圍出現(xiàn)一個(gè)代表毛坯的粉紅色 輪廓。下面即可開始產(chǎn)生刀具路徑。參考資料. . . .Z 層粗加工Z 層粗加工 將浮雕分成若干個(gè)層并在每一材料層產(chǎn)生欲進(jìn)行切除加工的等高切 面，將通過在這些等高切面上產(chǎn)生平行刀具路徑（線性往返移動(dòng)）來切除每一層 上的材料。這種加工方法適合于使用大刀具切除大量體積的材料。從加工 工具欄中選取 Z 層粗加工向?qū)D標(biāo)。于是 Z 層粗加工 頁面出現(xiàn)在助手 頁面中。和其它所有助手 頁面一樣，在此可點(diǎn)取切換幫助 圖標(biāo)，在助手頁面顯示或不顯示 幫助。參考資料. .

5、. . 首先我們需定義將使用的刀具。點(diǎn)取選取 按鈕，打開刀具數(shù)據(jù)庫 。也可通過刀具路徑 工具欄中的刀具數(shù)據(jù)庫圖標(biāo)訪問刀具數(shù)據(jù)庫 。用戶可自行在刀 具數(shù)據(jù)庫中修改刀具參數(shù)或是增加新的刀具到刀具數(shù)據(jù)庫中。從列表中選取 6mm鍵槽銑刀 。于是和該刀具有關(guān)的信息即顯示在刀具數(shù)據(jù)庫 右邊。如果需要，可對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。參考資料. . . .點(diǎn)取選取 ，選取此刀具。于是已選刀具出現(xiàn)在助手頁面中。設(shè)置最大切削深度 為 2.0mm。這個(gè)值將用于等高切面的計(jì)算。助手 頁面的下一部分是設(shè)置材料部分，在此可設(shè)置有關(guān)材料設(shè)置方面的參數(shù)。因 為我們在此前已設(shè)置完畢材料，因此有關(guān)材料設(shè)置的信息已經(jīng)顯現(xiàn)在 助手 頁面中。

6、助手 頁面的下面一部分是有關(guān)浮雕方面的一些信息。下面我們需要設(shè)置 ArtCAM 用于計(jì)算等高切面的層方面的信息。參考資料. . . .在此我們使用的是絕對值，別忘了，我們將 Z 軸零點(diǎn)設(shè)置為毛坯的頂部 。設(shè)置開始 /曲面 Z 高度為 0。這是我們將加工區(qū)域的頂部。設(shè)置材料余量 為 1.0。這是半精加工過程中將在浮雕上留下的材料余量。 系統(tǒng)將根據(jù)浮雕的 Z 高度自動(dòng)設(shè)置最后一個(gè)切面 Z 高度 。點(diǎn)取應(yīng)用 按鈕。于是 ArtCAM 自動(dòng)計(jì)算出切面數(shù) ，切面厚度取決于刀具的最大切削深度。下面，我們需選取加工中所使用的策略?？墒褂闷叫胁呗曰蚱貌呗詠砑庸さ雀咔忻妫喞庸た稍诩庸ひ婚_始就進(jìn)行或 是加工

7、完畢等高切面后再進(jìn)行或是根本就不進(jìn)行輪廓加工。同樣在平行 策略中可設(shè)置加工路徑于 X 軸的角度。將策略 選項(xiàng)取其缺省值，輸入下圖所示的刀具路徑名稱：參考資料. . . .點(diǎn)取計(jì)算 按鈕。于是我們即可從 三維查看 中看到 ArtCAM 所產(chǎn)生的以紅色線段表示的刀具路 徑。刀具路徑產(chǎn)生后，按下 F4 key 鍵，切換到項(xiàng)目 標(biāo)簽。ArtCAM 在樹控制 中為刀具路徑產(chǎn)生了一條目，在所產(chǎn)生的刀具路徑旁標(biāo)上了 一計(jì)算器圖標(biāo)，以表示該刀具路徑已計(jì)算。三維查看 中，刀具路徑現(xiàn)在覆蓋在浮雕上，許多項(xiàng)目目前同時(shí)都顯示在三維查看 中?？赏ㄟ^點(diǎn)取三維查看 視窗頂部的顯示形體圖標(biāo)來控制三維查看中的實(shí)體的顯 示。 點(diǎn)

8、取 三維查看 工具欄中的 顯示形體 圖 標(biāo)。 在 顯示形體 對話視窗中點(diǎn)取 浮雕 和 材料。.點(diǎn)取應(yīng)用 。于是浮雕 和材料 暫時(shí)從屏幕上消失。參考資料. . . .現(xiàn)在即可更加清晰地查看刀具路徑。半精加工刀具路徑下面我們使用刀具路徑工具欄中的圖標(biāo)來產(chǎn)生一半精加工刀具路徑，在此將使用 平行策略，余量設(shè)置為 0.5mm 。從刀具路徑 工具欄中選取新的刀具路徑 圖標(biāo)：按下 F4 鍵，進(jìn)入項(xiàng)目 頁面。所產(chǎn)生的刀具路徑都將顯示在此頁面中。于是我們可看到，在樹控制 中的加工 段出現(xiàn)了一新的條目，與此同時(shí)，刀具路徑 對話視窗出現(xiàn)在屏幕上。參考資料. . . .此對話視窗中包含了產(chǎn)生三維刀具路徑所需的全部選項(xiàng)

9、。對話視窗中的第一個(gè)頁面綜述了其它 5 個(gè)頁面中的主要內(nèi)容，表格中的圖像表示 出了加工策略的大體形態(tài)和所定義的刀具形狀。 編輯名稱 ：將綜述 頁面中的刀具路徑名 稱改變?yōu)?Semi Finish。 選取刀具 頁面。使用此頁面可定義刀具。為此可選取六種刀具類型中的任何一種刀具類型并輸入 相應(yīng)的尺寸。參考資料. . . .表格中將不適用于某種類型刀具的刀具尺寸選項(xiàng)灰化。例如，如果選取的是鍵槽 銑刀，則僅可設(shè)置半徑和單位 選項(xiàng)。也可點(diǎn)取刀具數(shù)據(jù)庫 按鈕，從刀具數(shù)據(jù)庫 中選取刀具。選取一直徑 為 2mm 的球頭刀 。 選取策略 頁面。參考資料. . . .此頁面中包含了允許使用的策略以及定義刀具路徑選

10、項(xiàng)。策略 定義了加工的類型。ArtCAM 中總共有六種策略類型 供選用： 平行：選取平行 策略將產(chǎn)生一條平行于 X 軸或同時(shí)平行于 X 軸和 Y 軸（X 和 Y ）的平行 刀具路徑，除非在角度 選框中指定了自 X 軸的角度。 螺旋： 螺旋 策略具有兩個(gè)選項(xiàng)，即螺旋加工（按圓圈裁剪）和螺旋方框加工 （按方框裁剪）。 區(qū)域加工： 區(qū)域加工策略將加工二維查看 中所選的矢量區(qū)域，加工方法可是 從外向內(nèi)或是自中心以恒定值向外偏置矢量。也可選取平行 選項(xiàng)，使用平行路徑 加工。在此也可選取順銑 選項(xiàng)。（刀具路徑計(jì)算后，逆銑 刀具路徑將顯示為綠色）。 特征： 特征是雕刻中使用的策略，當(dāng)在二維查看 中指定特征后

11、此頁面方才有 效。有關(guān)特征后面的內(nèi)容，我們將在后續(xù)章節(jié)討論。 切削層位于（切削路徑在）：使用切削層位于 選項(xiàng)可使用所選取的矢量來對指 定切削層進(jìn)行輪廓加工，這個(gè)切削層也可能位于浮雕以下。參考資料. . . .自定義（不可編輯）選取任一選項(xiàng)后，對話視窗的左邊將出現(xiàn)一圖形，為您大致地描述出該策略。 下切步距 用來指定刀具路徑層間的偏置距離。 設(shè)置策略類型 為平行。 設(shè)置下切步距 為0.2mm。公差 決定沿浮雕實(shí)際曲面刀具路徑的精度。公差定義了浮雕的加工精度。使用策略 頁面也可設(shè)置多層切削從而可逐漸地，一層層地進(jìn)刀。使用此頁面也可 指定材料余量。設(shè)置余量 為 0.5 ，公差為 0.01。 點(diǎn)取其它頁

12、面。特征 頁面當(dāng)前無效，因?yàn)槲覀儧]有特征加工。位置 和進(jìn)給 頁面用于控制所使用的機(jī)床，刀具和材料等的一些參數(shù)。參考資料. . . .位置刀具開始位置 用來定義刀具的開始位置。刀具將從此點(diǎn)開始進(jìn)行切削。 Z 值必須小于設(shè)備的 Z 向行程最高點(diǎn)?？焖俚毒咭苿?dòng)的 Z 軸安全高度 設(shè)置加工中刀具在工件上方快速移動(dòng)的安全 距離。 此高度應(yīng)高于浮雕，也需高于壓板、夾具等。但必須等于或底于 Z 軸起 始加工位置。點(diǎn)取 自動(dòng)設(shè)置 Z 軸高度 復(fù)選框可按缺省設(shè)置自動(dòng)設(shè)定一高于浮雕 Z 軸最大值的 距離。進(jìn)給率速率單位 定義進(jìn)給速率 和下切速率 單位。它們可是下表所列任何一個(gè)單位：參考資料. . . .主軸轉(zhuǎn)速

13、(S)設(shè)定機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速。單位是 轉(zhuǎn)/每分鐘。進(jìn)給速率 (F)加工中刀具的正常行進(jìn)速度。下切速率 (P)是刀具沿垂直方向接近工件時(shí)的速度。對此例而言，我們接受此兩頁面中系統(tǒng)的缺省設(shè)置。 點(diǎn)取應(yīng)用 ，接受剛才所進(jìn)行的設(shè)置。于是綜述 頁面給出了我們定義的刀具路徑細(xì)節(jié)。 點(diǎn)取計(jì)算 按鈕。我們可以看到， ArtCAM 開始產(chǎn)生刀具路徑并將產(chǎn)生的刀具路徑用紅色的線顯 示在三維查看 中。為更清晰地查看刀具路徑，可移動(dòng)或是關(guān)閉 刀具路徑對話方框。產(chǎn)生刀具路徑過 程中點(diǎn)擊屏幕上的任何地方，ArtCAM 將詢問是否放棄刀具路徑產(chǎn)生。刀具路徑 Semi Finish 應(yīng)如下圖所示：參考資料. . . .刀具路徑計(jì)

14、算后， ArtCAM 在樹控制 中的相應(yīng)刀具路徑條目下加上一計(jì)算器圖 標(biāo)，以表示該刀具路徑已被計(jì)算。精加工刀具路徑下面來產(chǎn)生一余量為零的螺旋精加工刀具路徑。從刀具路徑 工具欄中選取新的刀具路徑 圖標(biāo)。于是樹控制中又新添一條目，屏幕上彈出刀具路徑對話視窗：參考資料. . . .將刀具路徑命名為 Finish。選取直徑 為 1mm 的球頭刀 。選取螺旋方框 刀具路徑策略，其余量 為 0.0，行距 為 0.1。 點(diǎn)取應(yīng)用 和計(jì)算 按鈕。所產(chǎn)生的刀具路徑應(yīng)如下圖所示：仿真刀具路徑產(chǎn)生刀具路徑后即可對它進(jìn)行仿真。可使用刀具路徑工具欄或加工工具欄中所提 供的圖標(biāo)進(jìn)行仿真刀具路徑操作。仿真比通常用紅線表示的

15、刀具路徑更能反映路徑及加工后的浮雕表面的真實(shí)性。 可按實(shí)際加工的順序來仿真刀具路徑，這樣的仿真更能反映出實(shí)際加工狀態(tài)。 選取仿真選項(xiàng)后，將對當(dāng)前的刀具路徑進(jìn)行仿真操作。因此，我們從 樹控制 中選取刀具路徑 Roughing 。參考資料. . . .從刀具路徑 工具欄中點(diǎn)取仿真刀具路徑 圖標(biāo)。于是屏幕上出現(xiàn)下圖所示對話視窗：浮雕尺寸 ：給出浮雕的整體尺寸。仿真形體尺寸 ：給出形體尺寸。其高度應(yīng)大于或等于浮雕最高和最低的差值加上 輪廓浮雕的高度（或深度）。仿真浮雕分辨率 ：指定所需仿真圖像的質(zhì)量。顯然，分辨率越低，計(jì)算速度越快。 從仿真浮雕分辨率 段中選取標(biāo)準(zhǔn) 選項(xiàng)。 其它項(xiàng)使用系統(tǒng)的缺省設(shè)置，點(diǎn)

16、取 動(dòng)態(tài)仿真刀具路徑 圖標(biāo)，開始計(jì)算動(dòng)態(tài)仿真。 選取三維查看 ，查看仿真加工過程。于是在 三維查看 中產(chǎn)生一根據(jù) 刀具路徑動(dòng)態(tài)模擬仿真 對話方框中所設(shè)置參數(shù)產(chǎn) 生的模擬材料毛坯。這個(gè)毛坯呈現(xiàn)為藍(lán)色的線框。刀具路徑用紅色線標(biāo)識，它將使用和實(shí)際加工中同樣的路徑，將材料從毛坯中“切 除”。參考資料. . . .仿真后得到的結(jié)果是一個(gè)三維浮雕，這個(gè)浮雕和實(shí)際加工中用給定刀具加工出的 浮雕具有同樣的曲面。加工仿真結(jié)束后，可使用常規(guī)操作方法對浮雕在三維查看中進(jìn)行陰影查看。從樹控制中選取 Semi Finish 。從刀具路徑 工具欄中點(diǎn)取仿真刀具路徑 圖標(biāo)。這一次屏幕上并不出現(xiàn)刀具路徑動(dòng)態(tài)仿真 對話視窗，因

17、為在此前我們已經(jīng)設(shè)置過 仿真產(chǎn)生并已產(chǎn)生仿真，因此此次仿真將在前一次仿真基礎(chǔ)上，繼續(xù)仿真新的部參考資料. . . .分。在樹控制中點(diǎn)取 Finish ，仿真此刀具路徑。仿真后的結(jié)果應(yīng)如下圖所示：仿真浮雕可使用刀具路徑菜單中所提供的工具保存。任何時(shí)候點(diǎn)取刀具路徑工具欄中的重設(shè)仿真圖標(biāo)，可將仿真恢復(fù)到最初的毛坯狀態(tài)。如果毛坯被修改，則必須使用刀具路徑 工具欄中的刪除仿真圖標(biāo)先將原來的仿真 刪除，然后再進(jìn)行新的仿真。參考資料. . . .保存刀具路徑可用兩種不同方法保存刀具路徑數(shù)據(jù)。保存 ArtCAM 指定刀具路徑數(shù)據(jù)第一種方法是產(chǎn)生一個(gè)保存包含刀具路徑數(shù)據(jù)且僅能被 ArtCAM 刀具路徑管理 器使

18、用的 .tpm 文件。這種類型的文件沒 有 指定任 何 特定的 機(jī) 床，因此 將來可 將它重新裝 載上 ArtCAM 。這種方法適用于不能確定使用哪種機(jī)床進(jìn)行加工或是不能一次完成全部刀具路 徑加工的情況。從刀具路徑 菜單中選取保存刀具路徑數(shù) 據(jù)選項(xiàng)。于是屏幕上出現(xiàn)保存為對話視窗。參考資料. . . . 命名刀具路徑，然后點(diǎn)取 保存 （系統(tǒng)將 自動(dòng)加上擴(kuò)展名 .tpm ）。這種類型的文件可通過 刀具路徑 菜單中的 裝載刀具路徑數(shù)據(jù) 選項(xiàng)重新裝載上 ArtCAM 。列入樹控制中的刀具路徑將作為 ArtCM 模型文件(.art)的一部分被保存，因此除 是有特殊的需要，一般不單獨(dú)保存刀具路徑。以機(jī)床代

19、碼格式保存這種方法將產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)后處理過的文件，它僅對某個(gè)指定機(jī)床適用，它將使用 G 代碼和 M 代碼運(yùn)行。 從刀具路徑工具欄中點(diǎn)取 保存刀具路徑 圖標(biāo)。于是調(diào)出保存刀具路徑 對話視窗：如果產(chǎn)生了一系列刀具路徑或系統(tǒng)具有換刀中心，則可使用此對話視窗來排序刀 具路徑并可將所有的刀具路徑放在同一個(gè)文件中參考資料. . . .產(chǎn)生的所有刀具路徑都列在左邊視窗。 要將這些文件轉(zhuǎn)換成機(jī)床指定格式，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊視窗左邊的文件列表中的所 想轉(zhuǎn)換的文件，然后選取箭頭圖標(biāo)，將文件右邊視窗中。所有傳送到右邊視窗的文件將被輸出到一加工文件中?？梢赞D(zhuǎn)換任意多的文件。對話方框右邊的向上和向下按鍵，可將右邊視窗文件列表中所選

20、的文件記錄向上或向下移動(dòng)。每點(diǎn)擊一下向上或向下箭頭可將所選文件向上或向下移動(dòng)一個(gè)列表位置。 所產(chǎn)生的文件將以指定的機(jī)床格式保存。注意：這里介紹的保存刀具路徑數(shù)據(jù)的方法用于保存刀具路徑時(shí)，使用后處理器 將刀具路徑轉(zhuǎn)換為機(jī)床指定格式。它和刀具路徑 菜單中的保存刀具路徑數(shù)據(jù) 命令 不同，在那里，刀具文件臨時(shí)保存在 ArtCAM 內(nèi)定格式中，供后來調(diào)用到 ArtCAM Pro 。加工小區(qū)域有時(shí)候我們希望使用一個(gè)較小的刀具來進(jìn)一步加工或是加工工件上的某個(gè)小的 區(qū)域。通過矢量路徑，我們可將加工區(qū)域限制在某個(gè)區(qū)域，然后使用加工區(qū)域 策略來對 此區(qū)域進(jìn)行加工。我們繼續(xù)以玩具熊浮雕為例。精加工后，熊的鼻子和眼睛部分可能不太理想。為此，可使用矢量產(chǎn)生一矢量邊 界來框住需進(jìn)一步加工的區(qū)域，然后使用更小的刀具來加工此區(qū)域。 確認(rèn)當(dāng)前查看為二維查看 。參考資料. . . . 從矢量 工具欄中點(diǎn)取 產(chǎn)生折線 圖標(biāo)，如 下圖所示，在眼睛和鼻子周圍產(chǎn)