步階欄位參考 (Step Field Reference)¶
每一個被仿真的步 (Step) 都帶著一列輸出:它來自哪一行 NC、運動學、載荷,以及該載荷對刀具造成了什麼。逐欄位的定義是自動產生的 —— MachiningStep (API) 才是完整且最新的清單,本頁不再抄錄。本頁說明的是每一組欄位涵蓋什麼、這些數字該怎麼讀,以及最常被誤讀的兩個讀數。
一個步的數字是怎麼來的¶
步資訊涵蓋的是兩個相鄰步之間的時間區間 —— 從上一步到這一步 —— 而不是某個瞬間。因此多數欄位是該時間段的簡化值,前綴會說明簡化方式:Avg(平均)、Min / Max(極值)、Delta(極值差)、MaxAbs(絕對值最大值)。
依賴座標系的欄位會把座標系寫進名稱:[W] 工件、[TR] 刀具運行、[SR] 主軸旋轉。座標系本身的定義見銑削物理座標系。
欄位分組¶
| 分組 | 涵蓋什麼 |
|---|---|
| 來源 | 產生該步的 NC 指令所在的檔案、行號、行文字與標記,該步在整段運行中的索引,以及當前刀具 ID |
| 時間與運動 | 步結束時間碼、步持續時間(預設每轉模式下即主軸一轉)、步開始時的主軸角度、含 IJK 法向的刀位點、機械座標、程式座標上的位移,以及進給/轉速/切削速度/每齒進給這一族 |
| 切削接觸與去除 | 是否真的接觸、徑向與軸向接觸量 (ae、ap)、材料去除率,以及程式側殘料高度與其分布 |
| 晶屑 | 晶屑厚度、體積與質量 |
| 力與力矩 | 作用於刀具的平均與最大力、在各座標系中對刀尖與對感測點的力矩,以及把量測訊號擺到仿真旁邊的映射比對欄位 —— 誤差比與符號誤差相關性 |
| 功率與能耗 | 主軸輸入功率(為切削而進入主軸的能量)與輸出功率(扣掉主軸損失後真正到達切削端的能量;兩者之比即主軸設定中的 EnergyEfficiency (API))、主軸表計功率(輸出功率加上主軸損耗,含轉動中主軸的空轉功率:也就是機台上功率讀值顯示的值,空程時也一樣)、對主軸能力曲線取比值的瞬時與連續功率/扭矩比,以及兩個累積能量:切削的輸入能量,與整段播放的表計能量 |
| 熱與溫度 | 刀體、刀表、工件表面與晶屑溫度、刀具表層指定深度的溫度,以及熱應力與熱屈服比 |
| 磨耗與變形 | 瞬時與累積月牙洼磨耗、累積後刀面磨耗深度與寬度、刀尖與底刃撓度、這一步的切削力為了算撓度而放在刀具樑上的高度(離刀尖;嚙合刃段的形心),以及再切削深度 |
熱屈服比對斷刀風險的意義,見評估製程可加工性;磨耗欄位背後的磨耗模型,見刀具壽命與磨耗。
Note
EndTimecode 在改名前叫 AccumulatedTime,以舊表頭寫出的步 CSV 仍然讀得進來。
最常被誤讀的兩個讀數¶
殘料高度的尖峰通常是快速移動撞刀,不是精加工結果¶
程式側殘料高度是在刀具與工件接觸期間、以理想的程式進給率計算出來的。快速移動 (G00) 本來就不該碰到材料;一旦碰到了,殘料公式吃進的是(極高的)快速進給率,數值於是遠遠衝破任何真實切削所能產生的殘料。若在某個 G00 行看到孤立的殘料尖峰,應當視為可能的過切或碰撞去追查。同一次「快速移動中發生接觸」通常也會在可用度比值上同時出現尖峰 —— 屈服應力、主軸扭矩、主軸功率。
功率或扭矩比超過 100% 是負載損傷,而且要看持續時間¶
比值高於 100% 表示主軸無法在被命令的轉速下供應所需負載,於是轉速下垂:進給維持不變、轉速掉下來、每齒進給上升、切削力再往上爬 —— 這是一個失控迴圈,放著不管會讓晶屑越長越大,直到刀刃斷裂、主軸與驅動被過度應力而受損。這是負載損傷,不是刀具撞工件(見 NC 優化原理)。
要看持續時間,不能只看高度。只跨一轉的過衝通常仍能完成該道加工,只是那裡少切了一點;連續許多轉都待在 100% 以上,才是真正該處理的過載。高負載的步通常同時伴隨很大的刀具—工件接觸 (CWE)、很大的刀尖撓度,以及更多振動與噪音。由於這個比值是用主軸能力曲線正規化出來的,一顆佔位或猜測的主軸會讓它嚴重失真 —— 判定過載前,請先對照真實主軸的轉速—功率與轉速—扭矩曲線。
延伸閱讀¶
- 步 (Step) — 什麼是一個步、什麼時候會產生一個步
- 主軸能力 (Spindle Capability) — 把上面的功率與扭矩比正規化的那組曲線
- 銑削物理座標系 — 這些欄位上的
[W]/[TR]/[SR]標示是什麼意思