技術概述
    

  
圖1. 係統可識別高於界限角度的陡（dǒu）麵，並使用（yòng）Z級刀（dāo）具路徑對其進行自動加工，同時始終在陡麵保（bǎo）持順銑。
  
在力（lì）度與簡單之間尋求平衡
 
事實證明（míng）能實現更高生產力（lì）的方法是“少即是（shì）多”
 
CAM軟件（jiàn）行業（yè）競爭激烈，紛紛加強技術性，以加快機（jī）床技（jì）術的發（fā）展，然而該行業似乎忽略（luè）了用戶體驗的重要性。盡管（guǎn）刀具路（lù）徑（jìng）的選擇在不斷擴大，這有利於軟（ruǎn）件的（de）銷（xiāo）售，但售後的用戶體（tǐ）驗並不樂觀，因為（wéi）他們需要耗費時間分析數十項功能（néng），同時還（hái）得保持機床的生產率。
 
精心設計的CAM軟件需提高而不（bú）是（shì）降低CNC程（chéng）序員的效率。保持生產力的（de）長期增長需要使用三（sān）管齊下（xià）的方（fāng）法來開發（fā）CAM軟件。首先，需依托數十年積累實踐經驗，采用現代化加工方法作為CAM係統智能化加工的堅實基礎。其次，簡化用戶與軟件的交互方式，采用“少即是多”的原理（lǐ）獲取（qǔ）可靠的結果。最後，利用現（xiàn）代化計算機的原始處理能力，在更短時間內計算刀具路徑。
 
ESPRIT 2017通過創（chuàng）建更智能、更簡（jiǎn）單以及使用更便捷的CAM軟件為（wéi）用戶帶來最前（qián）沿的體（tǐ）驗。
 
更智能的刀具（jù）路徑
 
開發智能化及優化的（de）刀具路徑，可自動化處理日常工作。
 
由（yóu）於長期對行業的專注，ESPRIT自1985年以來一直（zhí）處於行業（yè）領先地位。ESPRIT的工程（chéng）師們多年來一直對能化加工進行研究，並將（jiāng）其植入軟件中，簡化CNC編（biān）程，無需通過CNC程序員進行控製。ESPRIT2017強大的新算法能提供更佳的刀具路徑，而且更可靠，加（jiā）工量更少。
 
應用先進的邏輯進行（háng）陡麵/非陡麵銑削
 
若想在複雜的表麵上獲得理想的光潔度，通常（cháng）需要采用表麵處理（lǐ）的方法並根據每種表麵的特性選擇最佳的策略。ESPRIT可（kě）提供九種不同的精加工和半精加工（gōng）循環。
 
對於（yú）許多零件型號（hào）而言，Z級刀具路徑是陡（dǒu）麵或垂直表麵的首選，而偏（piān）置刀具路徑通常用於非（fēi）陡麵或平坦區域
。
   
Global Finishing是ESPRIT
 
2017的一項新策略（luè），它將Z級精加工和整平精加工的技術單（dān）獨結合到陡麵/非陡麵（miàn）銑削綜（zōng）合解決方案中。
 
Global Finishing快速、可靠、易於使用。用戶（hù）隻需輸入（rù）界（jiè）限角度和其他幾個關鍵參數，如（rú）步進和公差，係統就會使用界限角度對零（líng）件模型進行內部分析（xī），以識別陡麵或非陡麵。
 
係統會先（xiān）計算整個零件的Z級刀具路徑，當刀具路（lù）徑經過（guò）的區域高於斜坡閾值時，它將會被保留下來，因為這些陡麵（miàn）區（qū）域對於表麵質量而言至關重（chóng）要（yào）。刀具路徑經過的區域若低於（yú）斜坡（pō）閾值，則會（huì）替換為偏置刀具路徑。
 
這一先進方法會優先考慮（lǜ）刀（dāo）具路徑的連續性，並盡可能多地保留Z級切削不間斷操作。
 
 
圖2. 低於閾值角度的非陡麵區域會被（bèi）識別出來，並采用偏置刀具路徑進（jìn）行自動加工。
  

圖3. 當刀（dāo）具在陡麵和非陡麵之間轉換時，會（huì）優先考慮刀具路徑的連續性。
 
對於中（zhōng）等複雜的零件而言，Global Finishing可以最大限度地節省時間並優化刀具路徑。對於高度複雜的部件，傳統的ESPRIT精加工策略（luè）可以提供精確的控製並生成優異的表麵光潔度。
 
Global Finishing的初始版本旨在優化加工，現正處於開發中，以擴大非陡麵加（jiā）工中刀具路徑的範圍，並為用戶
提供更多優化或增強表麵質量的選項。
 
降低對麵銑操作功能的依賴
 
ESPRIT中大多數加工操（cāo）作都依靠某一（yī）特征來確定在何處以及如何計算刀具（jù）路徑。但是，對於麵銑操作而言，目標部件上的頂麵形狀並非總是和待切割毛坯的表麵形狀相同。用戶通常會耗費時間創建其他形狀來（lái）體現毛坯的邊界。

圖4. 在（zài）麵銑加工時，如果不知道周圍的（de）毛坯可能（néng）會導致刀具路（lù）徑（jìng）不完整或低效，在需要創建其他形狀時也會浪費時間。
 
在通過麵（miàn）銑操作（zuò）加工特定形狀時，也會忽略加工中毛坯的形狀會發生（shēng）變化這一事實。由於麵銑往往是將原材料加工為最（zuì）終形狀（zhuàng）的第一步，所以在了解目標形狀之前（qián）應了解毛坯的形狀。

圖5. 若麵（miàn）銑（xǐ）的刀具路徑無（wú）法識別（bié）毛（máo）坯會在加工中發生變化，那（nà）麽它將無法優化切割（gē）路（lù）徑的角度和長度，因為毛坯在麵銑中的形狀（zhuàng）會發生變化。
 
ESPRIT 2017已對（duì）麵銑的周期進行（háng）了重新（xīn）設計，以減少其對（duì）形狀特征的限製，同時（shí）更多地通過毛坯模（mó）型的實（shí）際形狀來（lái）計算並優化刀具（jù）路徑。通過目前已有的（de）識別毛坯狀況的最新技術，CAM係統可（kě）在內部計算麵銑操作的（de）優化刀具路徑。
 
識別加工（gōng）中的毛坯狀態擁（yōng）有幾（jǐ）大好處。
 
- CAM係統可從含有零件模型的毛坯形狀中提取精確（què）的邊界信息。
  
在實體模型上單獨（dú）選定的表麵，無論其（qí）形狀（zhuàng）或傾斜度如何，均可用於設置加工操作中的（de）工作平麵和（hé）最終深度（加上毛坯餘量）。
 
- CAM係統可使用加工中毛坯的相（xiàng）關刀具信（xìn）息準確地計算理想的刀具路徑，這比手動編程更快。
- 自動計算安全起刀位置（zhì），以避免衝突
- 沿著邊緣優化切（qiē）削路徑（jìng），以進行（háng）清（qīng）潔加工
- 最佳的進刀和出刀距離，節省周期時間
- 每次增加切削（xuē）深度時均擁（yōng）有最佳的切割角（jiǎo）度
 
 
圖6.毛坯模（mó）型和刀具信息可使ESPRIT在（zài）用戶幹預最小的情況下在內部計（jì）算並優化刀具路徑（jìng）。
 
 
圖7. 連續計算毛（máo）坯的麵（miàn）銑刀具路（lù）徑，可在加工中毛坯的表麵形狀發生變化時調整最佳切（qiē）割角度。
 
CNC程序員可通過ESPRIT 2017中的智能化麵銑來選擇實（shí）體的加工麵及刀具，並讓係統處理其他工（gōng）作。所有熟悉的手動控製都保持（chí）不變。
 
自（zì）動補償Swarf銑削加工中的異形零件
 
異形零件是航空航天供應（yīng）商中常麵（miàn）臨的挑戰。當CAM係（xì）統無法補償待加工的實體模（mó）型（xíng）的（de）不規（guī）則形狀（zhuàng）時（shí），CNC程序員需創建其（qí）他形狀或曲麵以生成可（kě）行的刀具路徑。
 
先進（jìn）的（de）CAM係統可以（yǐ）分析實體模型，從而對異（yì）形（xíng）零件進（jìn）行補償加工，並支持平滑可靠的5軸Swarf銑削加工，無需增加（jiā）其他形狀。
 
ESPRIT 2017中的5軸（zhóu）swarf 銑削加工將零件模型和刀具上（shàng）的（de）觸點計算更緊密地（dì）結合起來，使刀具路徑能（néng）對更廣泛的零件形狀做出（chū）更好的（de）響應。
 
 
圖8. 在（zài）刀具與毛坯（pī）的（de）麵（miàn）壁接觸時，通過自動計算刀具路徑可以對毛坯（pī）的麵壁間隙進行連續加工。

圖9. 沿著毛坯麵壁的刀具定位保持平（píng）滑，無論其（qí）頂部或底部的輪廓是否不規則或不連續。
  
 
圖10. 刀具（jù）路徑的（de）延伸部分遵循零（líng）件的曲率，能（néng）可靠且完全地加工（gōng）具有傾斜前緣的肋狀材料。

圖11. 準（zhǔn）確計算刀具與零件之間的接觸（chù）點，即使（shǐ）刀具的直徑與（yǔ）材（cái）料（liào）的彎角不匹配（pèi），也能防止在加工時刀具觸不（bú）到毛坯的麵壁。
 
 
Swarf 刀具路徑在操（cāo）作（zuò）中使用高級算法，避免手動創建其他形狀，可節省編程時間並提高刀具路徑的可靠性。
 
為線切割加工提供更（gèng）多策略（luè）
 
生產複雜的型材需采用線切割，它能生成超精細的形狀和優異的表（biǎo）麵（miàn）處理，這是其他方式幾乎無法實現的。然而，難以加工的形狀並不意味著它難以編程。
 
作為線切割領域CAM的領導者（zhě），ESPRIT一直致力（lì）於為線切（qiē）割加工帶來更多創新，這源於其對傳統思維的挑戰，也始於其在傳統工藝中應用的非傳統方式。例如（rú），ESPRIT長期以來支持在（zài）銑削操作中采用開（kāi）放輪廓和變形（xíng）刀具路徑。若這種（zhǒng）技術也適用於切割會怎樣？它將讓EDM程序員更輕鬆地切（qiē）削更多型腔。
  
  
 
圖（tú）12. 無論輪廓（kuò）的形狀是閉合還是開放，它都能有效地通（tōng）過無核型腔加工路徑（jìng）熔出小開口。
 
開（kāi）放的型腔便（biàn）於其更快地沿著輪廓切割小開口。當（dāng）線太大無法適配小（xiǎo）開口時，隻需先在G40模式下對輪廓進行粗加工，一直向前保持其開口原（yuán）封不動。然（rán）後在輪廓開口處進行型（xíng）腔加工，隻需熔融少量剩餘材料。
 

 
圖13. 將輪（lún）廓銑削和開放型腔加工結合起來，能有效地切削異形輪廓。
 
有時會在型腔內對大孔或凹槽進行預加工，並盡可能地切削材料（liào），同時釋放材料（liào）內的應力。還有時候，模型內有一個鑄造型腔，無論其內部輪廓形狀是怎樣（yàng）的，型腔加工路徑需識別並（bìng）適配內腔的形狀，以（yǐ）避免出現走空刀。
  
 
圖（tú）14. 無核型腔加工可為預（yù）鑽孔提供（gòng）常數偏移選項，或在內腔和外輪廓形狀之間提供（gòng）平滑的過渡選項。
 
ESPRIT線切割一直依賴都與該領（lǐng）域的合作夥伴、客（kè）戶和專家保持著（zhe）長期合作，這（zhè）樣可以持續了解（jiě）行業的需求（qiú）並提供創（chuàng）新的解決方案。
   
互動更簡（jiǎn）單
   
省力的同時還能獲得更快及更可靠的（de）結果。
 
CAM係統簡化（huà）所麵臨的挑戰是讓用戶在控製加工（gōng）過（guò）程中節（jiē）省時間和精力，讓擅長執行日常任務的計算機係統來完成附加值更小的耗時任務，這樣可以獲得快速而可靠的結果。
 
自動計算銑削操作中的最（zuì）佳刀具位置
 
在精確識別毛坯模型後，ESPRIT
 
2017可以識別毛坯模型相關（guān）的銑刀的確切位置，從而自動地計算粗加工操作中（zhōng）的最佳刀具位置。
 
為了使編（biān）程更快更可靠（kào），用戶還可以使用ESPRIT在內部為麵銑、粗略的型（xíng）腔加工和輪廓（kuò）操（cāo）作計算某些參數。
 
在啟用自動化（huà）功能後（hòu），用戶的界麵（miàn）會（huì）更簡單，僅顯示關鍵參數，以加快決策進程。
 
由於可以精確識別加工中的毛坯狀況，係統可以獲取（qǔ）完美的（de）起刀高度，知曉如何沿著開（kāi）口（kǒu）邊緣定位落（luò）刀處，以實現清潔加（jiā）工，還可以在切（qiē）削深度增加時計算進刀和（hé）出刀的最（zuì）佳距離。
 

圖15. 係（xì）統對刀具定位進行了（le）優化，以減少切削時間，並在深（shēn）度增加時安全避開毛坯（pī）。
 
 
圖16. 沿著開口邊緣定位落刀處，可實現清潔加（jiā）工。
   
 
圖17. 計算輪廓的刀具路徑，對任意級別的毛坯進行粗加工。
 
ESPRIT自動化功能可排除粗加工中的（de）不定因素，同時無需對（duì）該過程進行（háng）控製。
 
切削元件（jiàn）時自動調整（zhěng）特征（zhēng）路徑
 
CAM係統中的特征識別功能必須保留原始CAD模型的設計（jì）需（xū）求。然而，由設計工（gōng）程師創建的功能通常（cháng）需要編輯，從而使加（jiā）工操作具有更多功能。
 
ESPRIT中（zhōng）的特征識別功能快速而簡單，對其進行編輯也是如此。
  
 
圖18. 直接編輯特征就可以輕鬆地選擇（zé）要切（qiē）削（xuē）的各（gè）個元件（jiàn）。
  
 
圖（tú）19. 即（jí）時更新（xīn）特征還（hái）可以縮小（xiǎo）間隙。更新刀具路徑後可以（yǐ）切削孔。
 
 
ESPRIT 2017中編輯特（tè）征的方式非常簡（jiǎn）單，可以更輕鬆地繞過您不想加工（gōng）的形狀。集成最新一代3D CAD模型讓設計的路徑平滑地進入NC代碼的第一步是將3D CAD模型（xíng）智能地集（jí）成到CAM係（xì）統中。ESPRIT的架構旨（zhǐ）在為最新一代CAD模型之間提供自然路徑，包括完全基於雲的CAD和（hé）ESPRIT。
 
 
隨著CAD行（háng）業（yè）的發展，ESPRIT也在不斷（duàn）地更新迭代。
 
-Onshape Full-Cloud CAD是針對靈活的設計團隊推出的新一（yī）代CAD，它（tā）內置了（le）協作功能，同時能（néng）在完全基於雲的環境下通過任意設備訪（fǎng）問（wèn）相同的CAD係統和數據。ESPRIT提供免費的（de）OnshapeConnect加載項，可將基於雲的Onshape文檔直（zhí）接導入到ESPRIT中。
 
-3D PDF是“無畫設計”方向的一大步驟（zhòu），可生成交（jiāo）互式、緊湊（còu）型及便（biàn）於共享的3D文檔。3DPDF文件支持用戶將PDF中的BREP（邊界表（biǎo）示）數據導入到ESPRIT中。
 
-STEP AP 242是融合了STEP 203和（hé）STEP
 
214的新的STEP標準。ESPRIT中的STEP支持（chí）公司產品生（shēng）命周期所有階段的集成。
 
從無縫CAD到CAM的路徑為CNC程序員提（tí）供了完整而準確的零件數據，從而簡化NC代碼（mǎ）的路徑。
 
用戶引導式線切割技術輸入
 
ESPRIT EDM Expert System線切割（gē）專家係統是一款通用型數據（jù）讀取器，用戶可以通過它來訪問製造商（shāng）推（tuī）薦的切割數據。該專家係統是ESPRIT Wire EDM的集成組件。用戶隻（zhī）需點擊（jī）一（yī）下即可訪問（wèn）該（gāi）專家係統，選擇線並輸入工件數（shù）據以顯示（shì）最佳切割策略，然後（hòu）單擊即可將製（zhì）造商推薦的值加載到其操作（zuò）中。
 
EDM切削數據存儲在易於使用及更新（xīn）的外部XML文件中。不過，該專家係統並不需（xū）要退出ESPRIT直接使用XML代碼（mǎ），而是讓CNC程序員直（zhí）接在（zài）ESPRIT工作環境中編輯數據庫。
 
在ESPRIT提供（gòng）的數（shù）據庫的基礎上，線切割用戶可以修改數（shù）據，同時在創建自定義數據庫時對其進行（háng）更精細的調整。
   
在Expert System數據讀取器（qì）中，用戶（hù）可以輕鬆地將新項目添（tiān）加到列表中，為工件數據添加新字段，並（bìng）創建自定義切割策略，還可以將更改後的數據庫保存（cún）到（dào）新（xīn）文件中，也（yě）可以（yǐ）替換當前數據庫（kù）。
  
 
 
圖（tú）20. ESPRIT EDM Expert System可以輕鬆訪（fǎng）問並定製製造商推（tuī）薦的電火（huǒ）花線切割數據。
 
這（zhè）種在熟悉環境中編輯數據的簡化方法可以使EDM程序員在工作時快速測試並微調切削（xuē）策略，無需學習XML編碼。
 
更快的編程 加快加工過程。
 
現代計算機中對原始處理能力的改進大大縮短了進程中毛坯模型所需的計算時間，從而加快了編程效率。

加快對進（jìn）程中（zhōng）毛坯模型的計算
 
利用數字表（biǎo）示毛坯模型的CAM係統讓用戶盡（jìn）可能地接近現實（shí）生活。ESPRIT在利用內部材料自動化引擎功能計算刀具路徑時還能計算材料的狀（zhuàng）態。這些動態毛坯模型將與機（jī）器切割材料相（xiàng）同的方式進行更新。
 
由於粗加工的所有階段都能（néng）知曉（xiǎo）實際（jì）毛坯的條件，因此ESPRIT可以計算可靠的（de）刀具路徑，不會在（zài）材料已被去除的區域上浪費（fèi）操作。
 
然而，越來越多的操作開始用（yòng）於毛坯，加工中的毛坯（pī）模（mó）型也（yě）變得越來越複雜，即便添加簡單的操作（zuò）也可能（néng）導致長的計算時間。
 
ESPRIT 2017還在內部對毛坯自動化引（yǐn）擎進行了重構，這大大減少（shǎo）了（le）計算時間（jiān）。現在，可在麵銑、型腔加工和輪廓加工時選擇毛坯自動化選項，其操（cāo）作僅以秒為（wéi）單位計算，不（bú）再是分鍾。
 
- 型腔加工：加快25倍
- 輪廓加工：加快3倍（bèi）
-3軸模（mó）具粗加工：加快（kuài）12倍
   
三軸模具粗加工也采用了相同的重構方式，即使是在複（fù）雜的零件上也（yě）能大大減少（shǎo）加工中毛坯的（de）計算時間。不斷提高ProfitMilling™的性能
 
ESPRIT開發的ProfitMilling™
 
技術是一種高速粗加工策略（luè），它在顯著提高切削進給量的同時能更深入地切削（xuē）。ProfitMilling™技術可在（zài）計算刀具路徑（jìng）時管理切屑負載和側切力，同時將接合角度和材料去除率保持在特定範圍內。
 
ESPRIT
 
2017還重新審視了ProfitMilling™技術，以提高封（fēng）閉腔的性（xìng）能和可（kě）靠性。其主要（yào）改（gǎi）進是（shì）以更大（dà）的初始切削力來更快的開啟型腔開口，同（tóng）時更（gèng）緊密（mì）地控製初始路徑以減少機器減速。
  
 
圖21. 更大的初始切削力可以更快地打開封閉（bì）腔，然後更好地進行排屑並（bìng）打開冷卻液通路。
 
 
圖22. 測試顯示，初始切削力可以（yǐ）產生最（zuì）快的循（xún）環時間。
  
 
圖23. 初始通道的寬（kuān）度已被優化，可以更快地實現已編程的進給速率，同時機器減速更少。
  
 
圖24. 測（cè）試表明（míng），通過半徑為0.5 - 1.0 x的切削寬度可實現最快的循環時間。
 
結（jié）論
 
ESPRIT一直通過設計更簡單及更快速的刀具路徑的軟件（jiàn），以長期提高生產力來保持（chí）其在CAM行業的領導者地位。更智能化的刀（dāo）具（jù）路徑建立在（zài）其擁（yōng）有的數十年的加工技術、設計（jì）創意、行業合作夥伴（bàn）關係和現場測試的基礎上。將常規或耗（hào）時的任務從用戶轉換到計算機中可以實（shí）現更簡單的（de）交互。通過更好更充分地利用（yòng）現代化的計算能力來（lái）解決加工問題的數學過程可以實現更快的編程。ESPRIT擁有一（yī）切讓您加工化繁為簡的功能。
 
關於ESPRIT
 
作為DP Technology的旗艦（jiàn）產品——ESPRIT，被譽為提供給CNC程序員有史以來功能最強大的CAM係統。ESPRIT是世界上唯（wéi）一一款能夠在同一操作界麵進行車削、銑削、線切割以及車（chē）銑複合（hé）編程加工的CAM係統。高性能的ESPRIT係統能夠為任意一種（zhǒng）CNC機床提供強大的編程能力，與我們合作的機床企業有：德馬吉森精機（DMG MORI），日本山崎馬紮克（MAZAK），瑞士阿奇夏米爾（ěr）（GF Agie Charmilles）， 西（xī）鐵城（CITIZEN），韓國鬥山（DOOSAN），EMCO，中村留（NAKAMURA-TOME），大隈（OKUMA）等。