3.1.2 干涉检查

干涉检查主要关注刀路轨迹的有效产生和定义一些可能存在的与刀具和夹头等干涉的几何曲面，如果干涉几何存在，系统就可以根据下面的参数和策略来解决干涉问题，干涉检查支持所有的刀具类型。

检查过的刀路轨迹接着会用来做下一情形的干涉检查，最多可以设置四个不同情形的干涉检查，以满足复杂零件的加工。图3-60所示的选项卡中有四个选项：“状况”“检查”“策略和参数”和“几何”。

（1）状况

具有4个独立的控制碰撞操作的情形，也可以称为四个阶段，从上到下以1到4进行排列，这样可以在不同干涉部位设置不同的解决策略，比如在第一阶段可以设置刀具做最大角度倾斜，在第二阶段设置刀具沿着刀轴方向退刀，在第三阶段设置忽略干涉点，在第四阶段设置停止刀路计算。应根据零件复杂程度进行设置，很多时候需要设置多个阶段的干涉检查项。

（2）检查

此项定义的是刀具哪一部分参与干涉检查，可以设置的选项有刀刃、刀杆、刀柄和夹持，刀具的各个组成部分详见第2章。

1）刀刃：对刀刃部分进行检查，勾选会激活这个选项。

2）刀杆：对刀杆部分进行检查，勾选会激活这个选项。

3）刀柄：对刀柄部分进行检查，勾选会激活这个选项。

4）夹持：对夹持部分进行检查，勾选会激活这个选项。

在设置时，根据实际编程情况进行设置，没必要的检查项不要勾选，因为会消耗计算时间。

提示：很多时候开始编程时可以不设置干涉检查，除非编程过程中预见有干涉，或是当对计算完的程序使用导航器功能或者加工模拟功能发现了过切，再到这个选项卡设置干涉检查。

（3）策略和参数

这个选项描述的是如果刀具和几何干涉时，刀具是如何退刀、摆动或者倾斜的，共有五种策略选择，如图3-61所示。

1）刀具切出。

选择此项策略，当刀具和检查面发生干涉时，刀具会按照设定的退刀方式进行退刀，退刀方式一共有19种供选择，如图3-62所示。下面详细介绍各个退刀方式的应用。

● “沿刀轴”：当发生干涉时，刀具是沿着刀轴方向退刀，退到没有干涉为止，在如图3-63所示的驱动面和检查面上，刀具是沿着当前刀轴方向退刀来避免和中间矩形面的干涉；

● “沿+Z方向”：当发生干涉时，刀具是沿着Z轴的正方向退刀，退到没有干涉为止；

● “在XY平面”：当发生干涉时，刀具在由X、Y轴两个方向确定的平面上退刀；

● “沿XZ平面”：当发生干涉时，刀具在由X、Z轴两个方向确定的平面上退刀；

● “沿YZ平面”：当发生干涉时，刀具在由Y、Z轴两个方向确定的平面上退刀；

● “沿-Z方向”：当发生干涉时，刀具沿着Z轴的负方向退刀，退到没有干涉为止；

● “沿+X方向”：当发生干涉时，刀具沿着X轴的正方向退刀，退到没有干涉为止；

● “沿-X方向”：当发生干涉时，刀具沿着X轴的负方向退刀，退到没有干涉为止；

● “沿+Y方向”：当发生干涉时，刀具沿着Y轴的正方向退刀，退到没有干涉为止；

● “沿-Y方向”：当发生干涉时，刀具沿着Y轴的负方向退刀，退到没有干涉为止；

● “沿曲面法向”：当发生干涉时，刀具沿着驱动面的法向退刀，退到没有干涉为止；

● “远离起始点”：当发生干涉时，刀具退刀方向远离起始点，刀轴方向保持设定的方向不变；

● “至刀具中心”：刀具退刀至切削轮廓的中心，典型的应用是弯管加工。

图3-64显示的是一个编程案例。实际要加工的是零件内表面，编程时选择外表面为驱动面，零件的顶面为干涉面，由于干涉策略设置为“至刀具中心”，一旦发生干涉就退刀到切削中心（编程时给驱动面余量为负，则刀具和顶面就会发生干涉），刀具就会退到零件里面，即退到不再发生干涉的位置，这正好是加工内表面。

● “在XY平面内的切出选项”：是对在XY平面内退刀方式的优化，以最短路径退刀；

● “在XZ平面内的切出选项”：是对在XZ平面内退刀方式的优化，以最短路径退刀；

● “在YZ平面内的切出选项”：是对在YZ平面内退刀方式的优化，以最短路径退刀；

● “沿自定义方向”：当发生干涉时，刀具沿着指定的方向退刀，可以输入矢量或者选择直线作为退刀的方向。

注意，直线是有方向的，设计直线时要以刀轴的方向生成；

● “沿刀具接触线”：当发生干涉时，刀具沿着和驱动面的接触线退刀，用在锥形侧刃加工零件曲面的情形中。

● “沿刀具平面”：当发生干涉时，刀具是在刀具平面上退刀，刀具平面是与当前刀轴垂直的平面。

选择“刀具切出”策略时，还有一个“高级”选项让编程者设置一些实用的参数。单击“高级”按钮即可展开如图3-65所示的对话框。其中各选项介绍如下。

● 根据需要的方向投影刀具：勾选后可以激活其下面的四个选项，此功能可以把在驱动面上产生的刀路轨迹投影到检查面上，这是一个很实用的选项，可以在驱动面的两个方向进行投影，因此检查面在驱动面上、下均可投影成功；

● 有需要时向外移动刀具：勾选此选项，可以在其后输入一个数值，限定驱动面上生成的轨迹向外投影的最大距离，也就是轨迹的投影距离不能超过此值；

● 有需要时向内投影刀具：勾选此选项，可以在其后输入一个数值，限定驱动面上生成的轨迹向内投影的最大距离，也就是轨迹的投影距离不能超过此值；

● 删除刀具投影失败的区域：去掉投影距离在设定范围之外和检查面没有接触的刀路轨迹；

● 反向：反转刀路轨迹的投影方向。

下面介绍一个用到高级选项的案例，图3-66a显示的是加工零件，并在加工零件上方做了一张平面；图3-66b表示零件上面的平面是驱动面，加工模式是平行切削，没有设置干涉检查面的刀路轨迹；图3-66c显示的是平面仍然是驱动面，把零件曲面设置为检查面（注意和以前编程方式不同，这里加工面是检查面），“刀具切出”中选择“沿+Z方向”，勾选“根据需要的方向投影刀具”选项的刀路轨迹；图3-66d显示的是在图3-66c的基础上勾选“删除刀具投影失败的区域”的结果；图3-66e表示限制投影距离使其值比较小时所生产的刀路轨迹。

2）倾斜刀具

选择此项策略，当刀具和检查面发生干涉时，刀具以一定的角度倾斜到安全位置。有以下三个倾斜策略：“使用前/后倾角”“使用侧倾角”和“自动”，如图3-67所示。

● 使用前/后倾角：刀具可以沿着切削方向前倾或者后倾一个角度，正值使刀具前倾，角度范围是-180°到+180°，当使用平刀加工时由于倾斜可能会产生其他干涉问题，需要谨慎使用。

单击“干涉检查”选项卡上的“参数”按钮可以对角度倾斜范围进行设置，如图3-68所示，“安全角度”参数是让刀具在安全的角度范围内加工零件。单击“光顺”按钮可以有两个功能选项，如图3-69所示，一个是通过设置角度可以对刀路轨迹倾斜角度以及旋转角度进行光顺；另一个是通过“混合距离”选项输入一个数值，可前瞻刀具即将发生的碰撞并使刀具提前倾斜。

图3-70显示的是没使用前/后倾角倾斜策略的计算结果，刀具和曲面发生干涉；图3-71显示的是使用“前/后倾角”倾斜策略避免了干涉的情形；

● 使用侧倾角：刀具可以沿着切削方向左倾或者右倾一个角度，正值使刀具右倾。角度范围是-180°到+180°。图3-72显示的是在加工叶轮叶片时发现了干涉，图3-73显示的是通过设置“使用侧倾角”倾斜策略避免了干涉的情形；

● 自动：相当于同时使用前/后倾角和侧倾角功能，系统发现干涉时会使刀具沿着倾斜方向前、后或者左、右倾斜一定角度来避免干涉。

此倾斜策略里也有一个“参数”选项，其设定参数对话框如图3-74所示，用来设定倾斜旋转轴、倾斜和旋转角度大小以及发生干涉时是首选“倾斜”还是“旋转倾斜”方式。

3）修剪并重连接刀轨

使用此功能可以把与驱动面干涉的刀路轨迹从整个刀路轨迹中裁剪掉。它下面还有六个子选项，如图3-75所示，系统以第一个和最后一个干涉点为界对轨迹进行裁剪，各个选项用法如下：

● 仅裁剪干涉的轨迹：刀路轨迹在干涉前和干涉后的刀路轨迹不被裁剪，只是裁剪有干涉的部分。典型的例子如图3-76a所示，刀具加工的是圆弧面，采用平行于曲线铣加工工艺，三个凸台顶面和侧面是干涉检查面；

● 裁剪干涉后的轨迹：刀具在某一个方向切削遇到干涉时，系统会把第一个干涉点后面的刀路轨迹裁剪掉，如图3-76b所示；

● 裁剪干涉前的轨迹：和“裁剪干涉后的轨迹”选项相反，系统会把最后一个干涉点前面的同一方向的刀路轨迹裁剪掉，如图3-76c所示；

● 裁剪第一次干涉和最后干涉之间的轨迹：系统把第一个干涉点和最后一个干涉点之间的刀路轨迹裁剪掉，如图3-76d所示；

● 裁剪第一次干涉前的轨迹：系统把第一个干涉点以前的刀路轨迹裁剪掉，如图3-76e所示；

● 裁剪最后干涉后的轨迹：系统把最后一个干涉点以后的刀路轨迹裁剪掉，如图3-76f所示。

4）停止刀轨计算

在加工过程中，当刀具和几何即将发生干涉时系统会自动停止后面的刀路计算，也就是干涉点后面没有刀路轨迹，如图3-77所示。

5）报告干涉检查

系统对检查到的干涉部位的刀路轨迹不进行任何处理，只是把检测到的干涉信息作为一个报告储存起来，可以用编程向导栏上的导航器查到这个报告信息。

提示：要在导航器检查过切部位后再通过编程处理，生成没有干涉的刀路轨迹，否则加工会很危险。

（4）几何

用来设置和刀具进行干涉检查的对象，包括驱动曲面和检查曲面，勾选驱动曲面意味着驱动曲面参与干涉检查计算，保证驱动曲面不被过切；勾选检查曲面，必须单击其后面按钮去拾取参与干涉计算的几何曲面，否则系统将不计算刀路轨迹。检查曲面可以是零件上的面也可以是零件以外的面，比如夹具等。

余量是针对检查曲面而言的，也就是刀具与检查面之间的安全避开距离，如图3-78a所示，毛坯余量设置为2mm，凸台被设定为检查面，计算完可以看出刀具已经避开了检查面2mm，如图3-78b所示。

干涉检查选项卡下面还有3个重要选项：“残料干涉”“刀具安全值”和“高级”。

1）单击“残料干涉”按钮，出现图3-79所示的对话框，此功能只有在干涉检查选项卡中使用“倾斜刀具”功能时才能被激活。

由于采用了刀轴摆动来避免干涉，那么当刀具摆动时就可能与残留毛坯发生干涉，此对话框就是处理这种情况的，当刀具和残留毛坯干涉时，可以在这里选择“停止刀轨计算”“修剪碰撞轮廓并重新连接”或者“报告所有策略的残料碰撞”。

2）单击“刀具安全值”按钮，出现图3-80所示的对话框，可以对刀具不同部位进行安全距离设置。“安全区域类型”可以选择圆柱或圆锥作为安全区域，“安全值”可以对刀杆、刀柄和夹持设置安全距离数值，如果安全区域类型选择“圆锥”需要对刀具各部分的上端和下端进行偏移设置。

提示：一般编程时此处不需要做任何修改，采用系统默认值即可，为了更安全起见，可以改大默认值。

3）单击“高级”，出现图3-81所示的高级参数对话框。

● 检查连接之间的干涉：系统默认是勾选该选项的状态，可以对刀路之间的连刀轨迹进行干涉检查计算，使程序更安全；

● 检查两位置之间的干涉：系统默认是勾选状态，当加工驱动面是平面和曲面的混合面时，这个选项是非常有用的。图3-82是没有选中这个选项，刀具穿过箭头指示的矩形块，明显发生了干涉的情况，图3-83是选中此选项，刀具从箭头所指示的矩形块上面过去，避免了干涉的情况；

● 无限延伸刀具：勾选此选项是把刀长延伸到无穷大，不必在刀具选项里手动修改刀长，有时候勾选这个选项可以帮助系统更彻底地进行干涉运算；

● 为轮廓检查刀尖半径：用于“倾斜刀具”策略，在其余策略中，此功能处于非激活状态，如果不勾选此选项，则对于球刀和牛鼻刀具，切削刃的刀尖半径部分将不参与干涉检查计算；

● 连接时检测刀尖半径：用于“倾斜刀具”策略，其余策略此功能处于非激活状态，勾选此选项系统会在连接时也考虑刀具的刀尖半径。

提示：如果勾选上面两种检查刀尖半径选项生成的刀路轨迹还有干涉存在，那就要通过其他编程方法避免干涉。

至此已经对“高级五轴”里的参数进行了详细介绍，下面将通过2个练习来对各个参数的含义进行消化，其中包括一个基本的练习，一个高级的练习。