西门子数字化软件AMWT 助力模具行业发展

数字化技术在模具行业中的应用正在推动行业的发展和升级。通过数字化软件和工具的使用，模具行业能够提高生产效率、提升产品质量、降低成本，并实现定制化解决方案。本文将探讨数字化技术如何助力模具行业发展，并通过加工案例的介绍，帮助行业用户寻找提升模具产品质量的心思路。

 关键词 

模具   加工优化

程序优化   AMWT  数字化

目前，随着我国消费与制造业的双重升级、“中国制造2025”时代到来，以及各行各业的产品对模具的要求不断提高，模具行业发展面临着新的机遇和挑战。尺寸的精度和表面质量是制造高精密高质量、高科技含量模具重要的因素。

模具生产切削加工是指利用切削刀具从毛坯上切除多余的金属,以获得要求的形状、尺寸和表面精度零件的加工方法。金属高速切削加工更是一个复杂的工程，在金属加工过程中，影响加工质量的因素很多（如图1示）。

图1  影响加工质量的因素

机床本身的机械特性、刀具的质量及稳定性、数控机床系统的处理能力、夹具的状态以及程序本身，都会对加工结果产生影响，而往往加工过程中出现工件质量问题后，由于涉及加工的方方面面，任何一个环节出现问题，都有可能对加工结果产生影响，排查及优化加工问题需要花费大量的人力物力及时间成本，单纯的靠经验也很难找到加工问题的症结。

借助Analyze MyWorkpiece / Toolpath（AMWT）分析软件，可以对模具生产的各个环节进行分析，如图2所示：AMWT软件可以分析模具3D模型好坏，后处理后的NC程序的质量，系统插补的理论位置和经过伺服驱动的实际位置。不能分析机床的机械性能，通过分析上述问题，通过排除法也能间接反映出机床机械性能的好坏。

图2  AMWT软件的分析范围

下文以模具加工为例，通过对模具加工问题的分析，程序路径和加工完成后的走刀路径（Trace文件）两个方面介绍AnalyzeMyWorkpiece / Toolpath （AMWT）的应用场景。

一、加工程序通过AMWT软件的分析优化

图3  加工表面缺陷

如图3所示，在某模具加工中加工表面出现缺陷，我们便可以借助Analyze MyWorkpiece / Toolpath（AMWT）工具分析程序路径或者数控系统走刀路径，寻找并判断产生表面缺陷的原因。

如图4所示，Analyze MyWorkpiece / Toolpath（AMWT）可以直接打开西门子数控系统标准程序(*.MPF格式的程序)，生成刀路示意图，并且可以通过自定义缩放观看局部路径或者程序点（如图5所示）。

图4 AMWT分析工具局部画面

图5 AMWT分析工具画面

本例中发现在加工表面缺陷的位置程序路径分布不均匀，程序点位交叉无章，通过AMWT软件的分析可以准确判断为加工程序存在问题，通过优化加工程序（修改CAM软件公差，选择适合的加工策略和轨迹），如图6所示，程序质量明显改善，用优化后的程序加工，如图7所示，问题得以解决，加工表面光顺平滑。

图6 优化后的程序

图7 加工效果

二、通过AMWT软件的分析

实际加工路径的速度和位置优化加工

AMWT支持通过西门子Trace产生的跟踪文件，原理为实时读取并记录零件加工过程的XYZ等加工轴的速度和位置值，生成工件三维模型及路径，以便分析加工过程中是否出现问题。

案例一：使用AMWT软件分析实际加工速度变化，寻找模具加工问题。

如图8所示，某零件加工表面轮廓模糊，在过渡处存在明显的拉丝现象，使用西门子数控系统自带的Trace功能，跟踪XYZ轴的速度和位置值，如图9所示，通过AMWT软件打开跟踪文件进行分析，AMWT软件可以根据颜色显示实际加工速度的变化情况，在拉丝明显的位置,可以明显看到加工速度有明显波动。和实际加工问题非常吻合。

图8 表面拉丝现象

图9 加工速度变化明显

如图10所示，经过对系统参数MD20170 (减小压缩器大位移距离等) 的优化，实际加工速度的变化情况趋于均匀，重新进行零件加工，加工问题解决，加工表面拉丝现象消失，轮廓边界清晰可见。

图10 速度均匀轮廓清晰

案例二：使用AMWT软件分析实际加工位置变化，寻找模具加工问题。

如图11所示，模具拐角质量很差，在拐角处有明显的过切现象。我们借助AMWT工具分析程序路径和数控系统Trace后的实际走刀路径，寻找并判断产生表面缺陷的原因。

图11  拐角过切明显

如图12所示，使用AMWT软件，数控系统Trace数据，打开“Mesh”视图，关闭“Points”和“Lines”的视图，便可快速的查看工件加工3D效果，放大拐角位置，可见加工缺陷。

图12  AMWT软件3D效果

打开加工程序与Trace数据对比，如图13所示，左边为程序路径，右边为Trace路径。从对比可以看出，程序在根脚部位的处理没有问题，但在Trace中却发现根脚部位的实际路径存在问题，由此可分析与系统参数设置有关。

图13  加工程序与Trace数据对比

通过对各轴的反向间隙的优化。减小轴 Jerk降低机床的机械冲击，输出西门子Cycle832高速高精指令，优化加工路径，平滑加工速度，减小机械冲击，在进行二次加工，如图14所示，模具拐角质量明显变好，在拐角处以无明显的过切现象。

图14  拐角清晰可见

总之通过以上案例，西门子数字化软件AMWT软件可以提高模具生产效率、提升产品质量、减少误差和浪费，降低生产成本；并通过加工程序和刀路仿真，提前发现并解决加工中存在的潜在问题。这些影响将有助于模具加工企业提升竞争力，适应市场需求的变化，推动我国模具行业向高端、智能化和绿色发展，实现模具行业的升级和转型。