自动化刀具路径平顺化控制

特點自動化刀具路徑平順化控制刀具庫〈含刀把設定〉刀具碰撞干涉檢查及保護支援錐度形狀刀具設定3+2軸加工殘料加工平面加工陡峭區域/平緩區域加工設定工作單樣版化程序功能可同時計算數條程序提升加工效率的高速加工解決方案隨著縮短加工時間以及品質提升的要求，高速加工〈HSM〉正快速、廣泛地被模具相關產業，如：模具製造業、刀具商、機器製造商、CAD/CAM軟體開發業者…等所接受。如何用更高的進給加工或是加工更堅硬的材料？而在高速加工的領域裡，MSCAM可說是這方面的先驅，它那獨特的加工策略可幫助使用者在高速加工上有更佳的表現。此外，應用在傳統的CNC機器時，它可明顯地減少機器空跑的時間，而且它的轉角圓弧化功能可保持在加工時的流暢，因而提高加工的效率。不論是將MSCAM安裝在CAD/CAM辦公室或是將它放在加工現場使用，MSCAM都會讓你的加工效能提升至新的境界。使用者介面線上求助資料輸入

MSCAM當初在發展時即以使用者易學易用來考量，所以一般來講MSCAM的訓練只需要1~2天。在操作時，它有一般我們所熟悉

Window模式的功能選單以及操作對話框介面，你會發現當中的許多參數它會自動幫你計算出來，所以你會減少在操作時參數輸入的時間。此外，當你在操作時，你會發現它的樹狀結構工作管理。如下圖所示：所以你將它打開時，你可以看到每項工作的操作歷程以及詳細內容。線上求助的部分雖然都是英文說明，但是其中的文字以及圖示部分都是淺顯易懂的，使用者可以更容易的了解對於只有CAM的系統而言，準確、完整地讀取其他系統的資料可說是非常困難的。IGES3D曲面〈Surface〉與實體〈Solid〉架構的資料MSCAM都可以全部接受，除此之外VDA-ES、STL甚至CATIA界面的資料，它也都可以直接讀取。當打開樹狀結構顯示其中的工作歷程時，你可以更改當中的參數來重新計算，甚至當中的操作歷程你可以將它紀錄下來應用到其它相似的工作上。圖檔顯示/分析當你用MSCAM轉進CAD的檔案時，除了一般的實體被覆顯示之外，也可以用線架構的方式來顯示圖檔。另外，MSCAM有支援Open-GL的功能，所以當你裝有Open-GL的顯示卡時，不論旋轉、縮小放大、移動圖檔都會更加便利。MSCAM有提供簡便的工具來量測圖檔的幾何尺寸，它包括了：˙工件尺寸˙長度量測˙曲率大小˙角度量測在MSCAM裡，你可以用剖面功能來觀察並且分析圖檔。有時候我們在查看、分析刀具路徑時，路徑會被圖擋住或是會產生模擬模型來分析餘料的位置，這時會有相當大的幫助。導角在MSCAM裡，你可以將圖檔的角落處加以導角〈R〉。你只需要輸入R值的大小，那麼圖檔裡比這個值小的角落都會被導成這個大小的R角。這項功能會將圖檔平順化以利於加工，你可以將圖檔的角落導R使角落的R值比所要用的刀具還要大，那麼在加工時就不會有停頓的現象發生也就更佳順暢。你也可以用圓鼻刀的幾何來產生不同的導角，尤其是當你使用的刀具為捨棄式的圓鼻刀時，這會非常的有用。舉例來說，如果要使用D32R6的圓鼻刀來加工時，這時我們用D34R7的圓鼻刀將圖檔導角，那麼在實際加工時，加工到工件的角落就會更加平順。平面修補當你發現在MSCAM裡轉進的圖檔有空洞時，你可以直接在MSCAM裡用平面的方式將這些空洞補起來或是擋住！並不需要再用CAD系統將它們補起來。如果空洞的位置是在3D的空間，這時就可以用MSCAM的4、5軸邊界搭配平面修補的功能將這些空洞補起來。平面的形狀你也可以隨意設定，可用來產生電極的形狀加以製作。如上圖的列子，平面與圖檔之間有個間隙，對於MSCAM來說這個可視為一個凸島模型。因為MSCAM是由上到下來處理圖檔，所以這種垂直的間隙是可以忽略的。樣版化程序功能在MSCAM裡，你除了可以事先用巨集〈Macro〉

功能讓它更自動化之外，你也可以利用它的樹狀結構資料管理將之工作內容順序紀錄下來，比起巨集功能來說，這會讓使用者更有選擇性。舉例來說，你可以將粗加工、二次粗加工的使用順序以及刀具與參數紀錄下來以便應用在大、小個不相同的工件上！使用者模式在MSCAM最新的版本裡，你可以建立屬於自己的使用模式以利於操作！這個意思是說，當使用者在使用MSCAM時，你可以將習慣使用的加工法或是已輸入的參數保留下來，在你離開的時候將這些儲存起來以建立使用模式。像這樣的模式建立特別適用於尺寸易變動的工件、有自己加工習慣的使用者甚至不同的加工工具應用在高速加工以及傳統加工的參數改變。建立如此的模式，你在操作時將會更加地自動化！程序管理員MSCAM的作業系統為Windows-NT，這個系統本身即有多工處理的特點。現在MSCAM將這項特點發揮的更加淋漓盡致！當使用MSCAM時，現在你可以設定不同的加工路徑並且讓它們同時計算。如果你的電腦為單CPU的架構，那麼它就會一個接一個按照順序自動計算。要是你的電腦為雙CPU的架構，你就會發現它會同時計算兩條個別獨立的程序，要是其中一條計算完畢，它就會再去尋找並且計算另一條獨立的程序！在這個程序管理原理，它所有要計算的程序是依照顯示在上面的工作流程來決定計算順序。你可以暫停正在計算的程序、取消程序、讓某條在等待的程序優先計算，甚至任意更改所有程序間的計算順序。加工法MSCAM共有以下加工法：˙粗加工˙二次粗加工˙平面區域加工˙等高線加工˙平行等寬投影加工˙放射狀投影加工˙螺旋狀投影加工˙沿邊界插銑加工˙沿邊界投影加工˙沿面等距加工˙單刀清角加工˙多刀清角加工除了粗加工、二次粗加工、平坦區域加工之外，其它任何的3D加工法，你都可以限定刀具與曲面的接觸角度來限制加工範圍，也就是說並不需要找出邊界你就可以直接用等高線加工法加工陡峭的區域，而其它較平緩的區域就用這些3D的加工法來加工！舉例來說：一個圓形的工件你可以考慮用等高線加工法以及放射狀投影加工法來加工。在MSCAM裡，所有的刀具路徑都需要經過兩個步驟才可以完成：1、輸入使用的刀具尺寸、裕留量、精度……等以計算加工路徑。2、輸入刀具起始點、提刀方式、進退刀圓弧……等以連接加工路徑。最後才是刀具路徑！如此的做法主要是基於以下兩點考量：1、如果要更改連結方式，那麼此時就不需要再重新計算加工路徑！2、可以在連結成刀具路徑前，編修加工路徑以產生最佳化的刀具路徑！另外在4、5軸加工方面，所有的加工法都可以用3+2軸定位的方式來運作。它的運作方式為在3D的空間中從你要加工的方向產生2D的邊界，然後用此邊界加上任何一個要使用的加工法來產生。不論MSCAM是用在高速加工或是傳統加工方面，它都會產生最佳化的刀具路徑讓使用者在加工時提高整體的加工效率以及增加刀具的壽命！粗加工MSCAM的粗加工法結合了眾多的技術以及加工經驗，因此它會計算出最平順的粗加工刀具路徑，而且使刀具的壽命明顯提升！在計算粗加工路徑時，MSCAM會依照輸入的Z軸下降間距以最大的移除量並且不會產生留料來偏移複製路徑。在粗加工時，〝合適的下降間距〞會自動調整下降間距以確保平面的區域都會加工至裕留量。使用者常會因為固定的下降間距使得粗加工後平面的區域留下過多的殘料，之後的中加工可能因為疏忽沒有事先將這些殘料清過導致刀具加工到這些部位時負荷過重而損壞，所以這項功能可適時幫助你解決這類困擾！在連結粗加工路徑時，MSCAM會自動加入螺旋進刀，因此在加工時刀具會以此方式進入材料內直到它所要到的每一層加工深度之後再沿著粗加工路徑加工。如果無法採用螺旋進刀的方式，MSCAM會自動採用沿路徑或是輪廓的方式來做斜向進刀。此外，要是這兩項進刀方式的殘料大小在刀具的有效切削直徑〈最小輪廓直徑〉之內，那麼MSCAM會自動判定刀具有損壞的危險，因此它會將這些刀具路徑刪除，留待殘料加工時處理。所以為了確保安全、可靠的切削狀況，MSCAM絕對不會採取垂直的進刀方式。除此之外，MSCAM的另一個特點就是所有粗加工路徑的轉角都會被圓弧化，即使是沿著工件輪廓的第一條粗加工路徑，轉角部分MSCAM也都會作圓弧化處理；而從路徑到下一條偏移複製的路徑連結一樣也會採取圓弧化連結，這些作法的目的就是為了保護刀具，增加刀具壽命，因此刀具在加工時可以保持更穩定的進給、更連續性的切削。刀把碰撞干涉檢查MSCAM的刀具碰撞保護不僅只有刀具，它還涵蓋了刀把甚至主軸的干涉檢查。使用者可以從刀具目錄或是刀具商提供的刀具幾何資料來建立刀把模型，然後你可以將這些資料儲存起來以供日後或是開放在網路上使用。使用刀把碰撞保護的好處就是整個刀把以及刀具可以在很接近工件而又不會發生碰撞的條件下用最短的刀把、刀具組合來進行加工；越短的刀具它的剛性就越好，所以就可以用更大的切削深度、用更高的進給來加工以展現其效率！同樣的，在MSCAM3+2軸加工模式裡也可以加入刀把碰撞保護。另外，對於刀把模型的建立MSCAM並沒有限制，但是你所建立的刀把模型越複雜，相對的，所需要計算的時間就越久。在MSCAM並不是只有粗加工路徑有轉角圓弧化，當你使用等高線加工進行中加工時路徑也會轉角圓弧化以保持相同的效果。在MSCAM中你可以產生模擬模型來作殘料加工或是作為下一把使用刀具的依據！MSCAM的二次粗加工路徑是用粗加工路徑的模擬模型修剪下一把刀具的粗加工路徑而成，現在你只需要一個步驟就會自動產生二次粗加工路徑。除此之外，你也可以用其它的加工法生成模擬模型。而相對的，其它加工法所產生的路徑也可以用模擬模型修剪，這個對於中加工或是殘料加工會是很有用的！模擬模型/二次粗加工你也可以用原圖檔模型產生粗加工路徑，再用其它圖檔模型修剪路徑，這種方式可應用於鑄造件的加工。鑄造件加工在上圖中，綠色的模型為鑄造件的模型，紫色的模型為完成品的形狀。然後用該完成品模型產生粗加工路徑後再用鑄件模型修剪去除空跑路徑，最後的結果就是圖中最上面的路徑。如果你沒有鑄造件的模型，但是鑄造件的形狀很類似該圖檔模型的話，你也可以直接用圖檔模型來修剪路徑邊界在加工的觀念中，只用一把刀具來完成整個工件的加工是不可能的。尤其是在中加工以及精加工時，因此我們會需要邊界輔助，將工件分區域加工。MSCAM提供以下的邊界功能：˙輪廓邊界˙刀具接觸區域邊界˙平坦區域邊界˙理論性餘料區域邊界˙手動編輯邊界˙字串邊界〈TRUETYPEFONTS〉˙4、5軸邊界

除此之外，你可以經由CAD建立邊界再轉進MSCAM使用。利用邊界的輔助可用來產生刀具路徑、模擬模型、平面修補……等。而另外一種使用邊界的方式就是可用來編輯任何刀具路徑包括4、5軸邊界。輪廓邊界這項邊界功能是由選取曲面的方式來產生其輪廓的邊界。刀具接觸區域邊界這個功能可計算出選定的曲面以及指定的刀具的接觸區域邊界。這邊界所表示的是刀具可與選取面接觸的區域範圍，對於要加工單一曲面或是許多的曲面會是相當的有用。當你只想加工鄰近有陡峭或是垂直曲面的區域時，為了不讓刀具跑到這些陡峭或是垂直區域，你會需要這邊界來限制刀具路徑的產生。理論性餘料區域邊界這項功能會要求你輸入前一把使用過的參考刀具以及將要使用的指定刀具，MSCAM會找出參考刀具無法加工而指定刀具可加工的區域。這項功能並不會限制你只能同時使用圓鼻刀或是球刀，你可以參考刀具用圓鼻刀、指定刀具用球刀或者是參考刀具球刀、指定刀具圓鼻刀來計算。手動編輯邊界你可以設定尺寸大小來產生邊界或是手動畫出矩形與圓形的邊界。字串邊界這是可以輸入字串以產生其形狀的邊界功能可配合MSCAM的精加工法使用。平緩區域邊界這項功能會要求你輸入一特定接觸角度以尋找陡峭/平緩區域。它的用意與等高以及其他3D加工法的接觸角度設定是一樣的。刀具路徑轉換邊界使用者可以將MSCAM任何的刀具路徑轉換成邊界。這可用於刪除此刀具範圍內或外的刀具路徑，然後改用其它加工法加工這些區域。編輯邊界在MSCAM中，邊界是可以修改的。不同的邊界你可以將它們作交集、聯集、相減或是凸形輪廓修改。也可以將邊界向外/內偏移或是改成開放式的邊界。你也可以任意在邊界上定義節點甚至將邊界直線的部分圓弧化。其它加工法等高線加工路徑

這項加工法通常會用於中加工以及在精加工時加工陡峭的區域。如果有設定接觸角，那麼等高線加工就只會加工陡峭的區域，其它較平緩的區域就交由其它的加工法加工。在連結等高線加工路徑時可適情況採取單/雙向連結，單向會採取順銑方向而且由上至下的連結順序。平行等寬投影加工路徑此加工法通常會用於清除粗、中加工後所造成的階梯狀殘料以及在精加工時加工平緩的區域。此項加工路徑連結有單/雙向連結，除此之外配合所使用的刀具還有插銑以及拉銑的連結方式可供選擇。平面區域加工路徑放射狀投影加工路徑這項加工法特別適用於圓形的工件，不過位於圓中心的路徑會非常密集。在此加工法的對話框中有特別選項可防止密集的路徑產生螺旋狀投影加工路徑這項加工法的特性類似於放射狀投影加工路徑，用於加工時它會讓刀具持續與工件接觸。沿邊界插銑加工路徑使用者可產生2、3或4個任意形狀的邊界來產生如流水般流動的加工路徑。用此加工法加工平面時搭配圓鼻刀使用將會更有效率！另外，此加工路徑也有與粗加工路徑相同的平順化路徑處理，而且使用者不用找出邊界，它會自動找出平面的位置以及範圍。通常你會在精加工時用到它。還有它的連結方式與粗加工一樣採螺旋、沿輪廓斜向進刀以及平順化路徑連結。所有的加工路徑都可以產生模擬模型，甚至還可以混合其它加工路徑來產生。使用模擬模型的好處可讓你直接看到成果！沿邊界投影加工路徑你可以將邊界不論是封閉式或是開放式投影在工件上產生路徑，通常會在雕刻字串時使用。

3D沿面等距加工路徑沿面等距加工可以用於封閉性輪廓〈邊界或刀具路徑〉或是開放性輪廓〈刀具路徑〉來計算。因為每個偏移都會等距而且沿著工件的曲面，所以它是3D的偏移。舉例來說，如果直接用沿面等距計算整個工件，那麼它會用邊界方塊的形狀由外向內來偏移路徑；要是先計算單刀清角路徑再用這些路徑計算沿面等距路徑的話，那麼它會用這些路徑的形狀再向外偏移路徑。你可以用模擬模型來看這兩種方式用於加工後會產生何種的結果。這項加工法常用於精加工、餘料以及清角加工。單刀清角加工路徑這個加工方式是用來清除工件的角落部分，來產一個良好的精加工。你可用此加工法來加工材質較軟的材料。多刀清角加工路徑這個加工方式是用來清除工件的角落部分，它是由基本的單刀清角加工路徑來產生，但有時候用較小的刀具來產生許多路徑效果會更好！適用於材質較硬的材料清角加工。使用導角精加工在進行精加工時，如果工件的角落比精加工所使用的刀具其直徑及角落R角還要小時，那麼加工到工件的角落區域時會出現某力量將刀具拉入工件，因此刀具會撞入工件的角落，要是角落的位置又在陡峭或是平坦的區域，那麼就會在這些地方留下痕跡。這時你可以用MSCAM的導角功能來解決這個問題。使用者可以將角落保護起來，也就是說將工件所有的角落導角使其大於所使用的刀具。尤其是當你使用等高/平行等寬這類陡峭/平緩區域分開加工的精加工方式時將會很有用。你可以在精加工後用單刀清角或是多刀清角來將角落區域精加工，這種加工法因為不會有刀具撞入工件的角落情況發生所以非常適合用於加工這類的區域編輯刀具路徑MSCAM所有的刀具路徑除了可以用邊界、模擬模型甚至原工件或是其它工件圖檔來修剪之外，你還可以用刀把干涉檢查來修剪路徑。如再你在一開始的刀具路徑對話框中並沒有輸入刀具、刀把模型，那麼在路徑全部計算完之後你可以建立刀具、刀把模型來修剪這個路徑。這個做法的好處就是將全部的路徑分成短刀具可以加工的路徑以及長刀具可以加工的路徑，前者的加工路徑在加工時因為使用的刀具短、剛性佳所以可以用更高的進給加工；而後者的加工路徑因為所使用的刀具長、剛性差，所以要降低進給加工。在右下角對話框中，你可以看到其中顯示出的刀把輪廓，這個刀把輪廓即MSCAM保證使用全部路徑加工而不會碰撞工件的建議值。在中間的對話框中，使用者輸入將要使用的刀把幾何，然侯MSCAM會自動計算出