JDPAINT5.5快速定位路径和加工标记点

快速定位路径和加工标记点

软件研发部陈虹

在JDP5.50以前的版本输出的ENG路径都不包括快速定位路径，加工效率不高。JDP5.50版本输出的ENG路径新增快速定位路径，弥补了这个缺陷。为了方便JDP5.50版本输出的ENG路径的使用，我们在EN3D 7.10控制软件中新增了加工标记点功能。下面我简单介绍一下快速定位路径的应用和加工标记点的使用。

一、JDP5.50版本中的快速定位路径的应用

快速定位路径在G代码中用定位指令G00表示，用于快速连接相邻的两个区域之间的加工路径，运动过程中刀具不作切削加工，即空切运动。在曲面模型加工中，加工定位的次数比较频繁，空切路径较多，减少定位路径的高度是提高加工效率的重要方法。

1、JDP5.50版本中的快速定位路径原理及意义

1）JDP5.50版本中的快速定位路径的参数设置

JDP5.50以前的版本输出的ENG路径没有快速定位路径，因此在加工过程中两个切削区域之间或者两切削层之间进行转换时，要先将刀具抬到一个安全的Z高度平面处，即EN3D 控制软件中所设定的定位高度处，再水平移动到下一个切削路径的起始位置下刀进行切削。这个定位高度平面是从工件原点沿Z向往上抬起的高度平面。它是一个相对高度值，一般应高于工件及夹具的最高点；其抬刀路径如图1所示，F6为机床设置的定位高度值。使用这种方式加工具有相对较高的安全性，缺点是抬刀距离较长，对于抬刀比较频繁的路径来说，加工效率较低。而且当工件原点低于曲面模型最高点时，确定机床上的定位高度参数值比较麻烦。

图1 机床设置的定位高度示意图

我们在JDP5.50版本输出的Eng5.50格式中增加了快速定位路径输出。机床加工时两个切削区域之间或者两切削层之间的抬刀将不再抬高到机床上所设定的定位高度平面处，而是根据路径中生成的快速定位轨迹抬高到曲面模型局部区域中一个相对安全的高度平面，然后再快速水平移动到下一个切削路径的起始位置下刀进行切削（如图2所示）；此高度平面是相对于加工曲面模型的局部区域最高点向上抬起的高度位置，一般设置为2~5mm，设置过小则加工时有可能会划伤工件。使用这种方式抬刀距离较短，因而具有相对较高的加工效率。

此外，我们还增加了安全高度；它是相对于整个曲面模型的最高点沿Z向往上抬的高度。一般来说JDP5.50版本的路径参数中的安全高度只对路径的起始点（即第一个下刀快速定位路径）和末点（即最后一个退刀的快速定位路径）起作用。即路径刚开始加工时，刀具移动到路径起始点位置的安全高度平面处，沿定位路径快速运动到路径的下刀点开始加工；

在路径结束时，刀具从路径的末点沿定位路径快速抬到安全高度平面处。如图2所示：

a）参数表b）示意图

图2 安全高度和定位高度

JDP5.50版本中快速定位路径是绿色路径线，走刀速度是机床的最高速度，可以通过定位倍率旋钮来调整快速定位路径的运动速度的倍率。

JDP5.50版本输出的ENG路径本质上是连续的路径轨迹控制，更贴近NC路径的加工特性和操作习惯，加工时路径轨迹连续执行，空切路径抬刀距离短，大大提高了加工效率。

2）使用快速定位路径和不使用快速定位路径的加工时间对比

我们通过一组实验加工时间的对比（见表1）可以看出，在加工过程中使用快速定位路径大大的提高加工效率。实验所用参数，见表2。

表1 加工时间对比

表2 实验所用参数表

2、JDP5.50版本路径输出对话框中的安全高度的使用

JDP5.50软件路径输出对话框中的安全高度是为了解决两个切削区域之间或者两

切削层之间没有快速定位路径信息的情况。它在没有快速定位路径信息的两个切削区

域之间或者两切削层之间自动生成定位路径，但它对ENG文件中的快速定位路径不起作用。

路径输出对话框中的安全高度是指从加工坐标系的零平面沿Z向往上抬的高度，它是自动生成的定位路径的最高点，是一个绝对高度值。需要注意的是当这个高度值低于刀具路径最高值时，则自动生成的定位路径最高点Z坐标与刀具路径最高点的Z 坐标一致。因此，我们设计刀具路径时，一定要把曲面模型顶部聚中，否则可能会造成过切。如图3所示，图中H表示路径输出对话框中的安全高度。

a）参数表b）示意图

图3 路径输出对话框的安全高度

路径输出对话框中的安全高度这个参数主要是为了解决以下三个问题：

①兼容了JDP5.50以前的版本生成的ENG路径。JDP5.19和5.19以前的版本计

算出的刀具路径没有快速定位路径信息。JDP5.20和JDP5.21版本计算出的路

径有快速定位路径，但是这两个版本不能输出带有定位路径的ENG路径文件。

②JDP5.50软件同时输出多个使用同一把刀且加工次序相邻的路径时，每个路径

之间没有快速定位路径信息。

③使用“路径分离”功能编辑路径。路径分离后，局部快速定位路径信息被删

除，所有的快速定位路径全部抬到路径输出对话框中设定的安全高度。如图4

所示：

图4 路径分离前后快速定位路径对比

3、JDPaint5.50版本计算路径时的注意事项

在JDP5.50版本中的刀具路径增加了快速定位路径，软件输出的ENG路径也作了相应的改进。因此，我们使用JDP5.50版本设计刀具路径时应注意以下事项。

1）边界曲线不能认为是型腔曲面的形状。

在使用JDP5.50以前版本计算刀具路径时，有人习惯使用边界曲线限定加工区域。但是用JDP5.50版本计算刀具路径时使用边界曲线限定加工域有可能会造成过切。如图5 a）加工域为两个凹球曲面和凹球曲面的边界线，图5 b）加工域为全部曲面和凹球曲面的边界曲线。

图5 a) 定位路径过切图5 b) 定位路径不过切

在JDP5.50版本中，我们计算路径时最好使用保护面限定加工区域，曲面应全选，这样才可以保证不会发生类似上述的情况。我们做刀具路径时一定要注意：曲面形状是作为过切检查的唯一对象。边界曲线只是计算刀具路径的一种辅助手段，它不能保证曲面模型一定不过切。

2）型腔的上表面和型芯的下表面应当设计出来，以保证加工模型的完整性，杜绝刀具路径不安全因素的出现。

①当型腔的上表面不存在时，路径边界不精确。如图6所示，a)为没有上表面时

使用边界曲线限定区域生成的路径，曲面边界自动向内，b)为有上表面且上表面设为保护面时生成的路径，c)为以上两个路径的对比。

图6 a) 没有上表面的路径图6 b) 有上表面的路径

图6 c) 前视图路径对比

②当型芯的下表面不存在时，会发生进退刀路径下扎的情况，这样会导致断刀和

工件作废。如图7所示，由图7 a) 可以明显看到进退刀路径下扎，而图7 b) 没有出现这种情况。