無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)的解決方案

（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工技術(shù)的解決方案

王國(guó)松 趙昌輝 王德安

（沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工是制造業(yè)努力追求的目標(biāo)，也是黎明公司近幾年開(kāi)展的重點(diǎn)工作。本文根據(jù)零件加工實(shí)際情況結(jié)合黎明公司工作流程，從編制加工工藝開(kāi)始到最終現(xiàn)場(chǎng)加工，根據(jù)不同環(huán)節(jié)的工作特點(diǎn)和工作內(nèi)容，論述了實(shí)現(xiàn)無(wú)人干預(yù)加工的解決方法。

無(wú)人干預(yù)加工；數(shù)控程序；仿真加工；參數(shù)優(yōu)化

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)數(shù)控加工技術(shù)正面臨著快速發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)水平逐步提高，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有著明顯的差距。在國(guó)內(nèi)，由于設(shè)備水平、技術(shù)應(yīng)用水平的局限性，這類技術(shù)還沒(méi)有得到成熟廣泛的應(yīng)用。典型數(shù)控設(shè)備，長(zhǎng)期以來(lái)加工對(duì)象較為單一、應(yīng)用水平低，在一定程度上限制了設(shè)備潛能的發(fā)揮。因此，如何在現(xiàn)有條件下最大限度地提高技術(shù)水平、提高效率和追趕國(guó)際先進(jìn)水平，是我們發(fā)展的主要目標(biāo)。目前我公司零件數(shù)控加工從工藝準(zhǔn)備到零件制造可分解為下面各個(gè)環(huán)節(jié)：接收設(shè)計(jì)圖→設(shè)計(jì)工藝規(guī)范→工藝路線評(píng)審→審簽工藝規(guī)程→創(chuàng)建工序模型→編制數(shù)控加工程序→后置處理→單工序仿真加工→數(shù)控程序?qū)徍灐蠙C(jī)調(diào)試（切削參數(shù)優(yōu)化及數(shù)控加工方案確定）→零件加工（手動(dòng)裝夾、手動(dòng)找正、手動(dòng)測(cè)量、手動(dòng)換刀、手動(dòng)調(diào)整刀具補(bǔ)償、單個(gè)程序加工）。從總體情況來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工，我們需要在工藝編制、數(shù)控編程、仿真加工和參數(shù)優(yōu)化等多方面做出更多的改進(jìn)工作。

1 數(shù)控加工，工藝先行

隨著設(shè)計(jì)由二維發(fā)圖改為三維模型發(fā)圖形式的改變，我們可以根據(jù)設(shè)計(jì)模型來(lái)設(shè)計(jì)工藝規(guī)程，改變?cè)瓉?lái)的工藝編制方式，以三維模式編制工藝規(guī)程。隨著MBD技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化工藝將是制造現(xiàn)場(chǎng)越來(lái)越需要的。數(shù)字化工藝的優(yōu)勢(shì)在于：1）工序模型可以使工藝準(zhǔn)備工作并行開(kāi)展?？梢越柚に囈?guī)程中的工序模型生成數(shù)控加工模型，數(shù)控編程可與工藝規(guī)程設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，減少模型構(gòu)建時(shí)間及縮短編程周期。還可以使工裝設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，工裝設(shè)計(jì)人員通過(guò)引用工序模型設(shè)計(jì)工裝，大大提高了工裝設(shè)計(jì)的質(zhì)量，這些都將大大縮短工藝準(zhǔn)備時(shí)間。2）工藝模型與設(shè)計(jì)模型及尺寸標(biāo)注相關(guān)聯(lián)，大大提高了工藝信息的正確性，減少了工藝更改的可能。

2 提高數(shù)控程序編制質(zhì)量

2.1 刀具軌跡

編程模型質(zhì)量的好壞決定刀具軌跡質(zhì)量的好壞，刀具軌跡是保證零件質(zhì)量的基本條件，因此在采用自動(dòng)編程方式時(shí)，一定要安排合理的走刀樣式，這樣才能夠保證零件的加工精度、表面質(zhì)量、受力變形等情況的產(chǎn)生。而且在生成刀具軌跡的同時(shí)必要對(duì)一些加工內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，如在UG中編程時(shí)，需設(shè)定好坐標(biāo)系的寄存器號(hào)、刀號(hào)、速度以減少后置處理后的代碼人為手動(dòng)修改。

2.2 加工參數(shù)

合理的加工參數(shù)不僅可以提高加工效率，保證零件加工質(zhì)量，而且更能發(fā)揮機(jī)床功效，更能合理的管理刀具使用情況。如加工速率等不需要操作者手動(dòng)調(diào)節(jié)。

2.3 后置處理

為保證數(shù)控程序的準(zhǔn)確性，對(duì)后置處理器的準(zhǔn)確性、完整性要求更高。只有好的后置處理器才能生成準(zhǔn)確的G代碼文件，無(wú)需進(jìn)行人為更改直接輸入機(jī)床即可使用。創(chuàng)建后置處理器時(shí)除說(shuō)明性語(yǔ)言外不允許使用TEXT進(jìn)行編輯，需從CAM環(huán)境中提取的變量，要求使用MOM變量進(jìn)行定義。

3 完善仿真加工

數(shù)控程序的仿真加工，可預(yù)知程序中的錯(cuò)誤，避免零件或機(jī)床因程序原因造成的損壞。目前，我公司普通采用VERICUT軟件進(jìn)行數(shù)控程序的仿真加工，其仿真加工的內(nèi)容主要是干涉、碰撞、過(guò)切、欠切等內(nèi)容，不進(jìn)行自動(dòng)換刀、工作臺(tái)轉(zhuǎn)換、超程、在線測(cè)量等的仿真加工，而且有些機(jī)床的仿真模型尺寸并不是很精準(zhǔn)。為實(shí)現(xiàn)精確、高效的數(shù)控加工，換刀、工作臺(tái)轉(zhuǎn)換、超程、在線測(cè)量等必須進(jìn)行仿真加工，這些內(nèi)容的仿真加工可以確保加工的連續(xù)性、準(zhǔn)確性。

4 工藝參數(shù)優(yōu)化

對(duì)某些復(fù)雜零件經(jīng)常會(huì)有這樣的現(xiàn)象：同樣的數(shù)控程序，不同的人，加工出的產(chǎn)品卻有的合格，有的不合格。什么原因?qū)е聰?shù)控程序中的加工參數(shù)選擇不合理，有經(jīng)驗(yàn)的操作者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)修改了加工參數(shù)。如何能減少這些不確定因素的出現(xiàn)，在零件加工前必須使加工參數(shù)固化。

4.1 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，合理選刀。

刀具類型及刀片材料直接影響零件的加工質(zhì)量、效率及成本等?，F(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品越來(lái)越復(fù)雜，難加工材料越來(lái)越多。刀具的選型也變得越來(lái)越重要。在選刀過(guò)程一定要多咨詢，多比較。

4.2 做好準(zhǔn)備，合理試切

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)性能及結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和變化，新材料、新工藝越來(lái)越多，因此必須進(jìn)行試切，以獲得合理的加工參數(shù)。刀具類型、數(shù)控工藝路線、加工參數(shù)這些都是需要試驗(yàn)才能確定的。

4.3 知識(shí)積累，自動(dòng)優(yōu)化

通過(guò)試切或其他方法獲得的加工參數(shù)，可以作為一種知識(shí)積累，形成參數(shù)資源庫(kù)，利用軟件對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，減少試切的時(shí)間和成本。

5 實(shí)際加工過(guò)程控制

目前零件在機(jī)加包括裝夾找正、換刀、測(cè)量、調(diào)整刀具補(bǔ)償?shù)?，這些都是操作者手動(dòng)完成的，這對(duì)于操作者的技能水平要求很高。如果使用先進(jìn)的夾具，實(shí)現(xiàn)快速裝夾、自動(dòng)找正、準(zhǔn)確定位、在線測(cè)量，不僅會(huì)減少機(jī)床準(zhǔn)備時(shí)間，提高加工效率，而且會(huì)使零件的加工質(zhì)量大大提高。在檢測(cè)方面，一是要提高檢測(cè)手段，購(gòu)置先進(jìn)的計(jì)量器具、儀器儀表，批量生產(chǎn)零件可視情況，設(shè)計(jì)制作專用的樣板及專用檢測(cè)量具或夾具，以減少零件的交檢時(shí)間；二是要提高檢驗(yàn)人員的業(yè)務(wù)能力，主要是提高檢驗(yàn)人員的視圖能力及使用量具量?jī)x的能力。

6 人員素質(zhì)

實(shí)現(xiàn)無(wú)人干預(yù)數(shù)控加工，必須要全面提高人員的技術(shù)水平和綜合素質(zhì)。無(wú)論是工藝編制、數(shù)控編程還是參數(shù)優(yōu)化，其前提是必須保證產(chǎn)品的質(zhì)量。參與數(shù)控加工的人員，從制定工藝路線到編制數(shù)控加工程序，再到零件現(xiàn)場(chǎng)制造，都需要經(jīng)驗(yàn)豐富的從業(yè)人員，而且要具有較強(qiáng)的領(lǐng)悟能力和勇于創(chuàng)新的精神。我公司的現(xiàn)狀是能夠掌握自動(dòng)編程技術(shù)的人員都是一些剛從大專院校畢業(yè)不久的年輕技術(shù)人員，而經(jīng)驗(yàn)豐富的是那些在企業(yè)從事了多年傳統(tǒng)工藝的技術(shù)人員，但他們又很少能掌握自動(dòng)編程技術(shù)。如果能加強(qiáng)實(shí)踐與理論的結(jié)合，將二者結(jié)合起來(lái)，無(wú)疑對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率的提高是一件好事。

[1]臥式無(wú)人干預(yù)高速加工技術(shù)[J].金屬加工（冷加工），2011（07）.

TG50 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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