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1、数控自动编程技术现状和发展方向ValueEngineering?41?数控自动编程技术现状和发展方向StatusandDevelopmentDirectionofAutomaticNCProgramming郭倩GuoQian(西安航空职业技术学院,西安710089)(XianAeronauticalPolytechnicInstitute,Xian710089,China)摘要:数控程序作为将设计转化成现实的信息载体,直接控制机床的切削动作,是数控加工的关键.随着计算机技术的迅速发展,计算机数控与CAD/CAM软件不断推陈出新,性能越来越完善,功能越来越强大,并且代表了以后机械制造业的发展方向
2、.但我国制造业中数控技术与CAD/CAM技术应用水平仍然非常低.Abstract:TheNCprogramistheinformationcarriermakingthedesignintoreality.Itsalsocontrolthemachinescuttingacti0ndirectlvanditisthekeyofnumericalprocessing.Astherapiddevelopmentofcomputertechnology,computernumericcontrolandCAD/CAMsoftwareupdatedavbvday.Theperformanceofthe
3、mismoreperfectandthefunctionismorepowerfu1.Theyrealsothedevelopmentdirecrionofmachine-buildingindUStry.ButtheapplicationlevelofnumericalcontroltechnologyandCAD,CAMtechnologyinChinaSmanufacturingindustryisstillvery10w.关键词:图形自动编程;数控;CAD/CAMKeywords:graphicautomaticprogramming;numericalcontrol;CAD/CAM中
4、图分类号:TH17文献标识码:A1国外发展状况数控程序作为将设计转化成现实的信息载体,直接控制机床的切削动作,是数控加工的关键.在制造业中,提高编程质量和效率对降低成本,增强企业竞争能力具有积极意义.数控机床的数控代码程序最初是采用手工编制的.手工编程首先需根据被加工零件图纸和选定的加工工艺,手工计算出机床加工所需的各种输入数据,然后根据数控系统要求的数控代码格式编写程序清单.根据该程序单,一方面将程序指令通过各种方式输人至数控机床中,另一方面同机床调整档一起交给操作工人,作为机床调整的依据.回顾数控自动编程的发展,它是以数控机床的发展揭开序幕的.1952年,美国麻省理工学院(MIT)伺服机构
5、实验室成功研制出第一台数控铣床,并于1957年投入使用.之后,数控机床以其高的生产率,高的加工精度,高的适应性与灵活性以及易于与CAD衔接而形成CAD/CAM紧密结合的一体化等优点,特别适应小批量,多品种,形状复杂的产品需要,而得到迅速发展.为解决数控加工的编程问题,世界各国研究了上百种语言,其中以50年代美国麻省理工学院开发的一种专门用于机械零件的数控编程语言APT(AutomaticallyProgrammedToo1)最具有代表性.APT编程是把用A语言编写的程序输入计算机,由内部的编译系统自动生成数控加工指令.该编程方法是在分析零件加工工艺的基础上,根据零件图纸和数控语言手册,用具有一
6、定语法格式的语言编写源程序,输入到计算机,经编程系统翻译,处理成刀具位置数据(CuttingLocationDataCLDATA),最后经后置处理产生出符合数控机床要求的加工程序.长期以来,人们设想不用语句描述刀具轨迹,而通过直接描述被加工工件的尺寸和形状来自动产生数控程序,这就开始了计算机图形输入和图形自动编程的研究.1963年,MIT的I.E.Sutherland提出了人机对话图形通讯系统,并推出了二维SKETCHPAD系统,这就为图形输入零件形状的自动编程提供了可能.由于计算机技术的迅速发展,计算机图形处理能力有了很大提高,借助良好的软件开发平台,可充分利用CAD软件的图形编辑功能,一种
7、可以直接将零件的几何图形信息自动转化为数控加工程序的全新计算机辅助编程技术一图形自动编程技术便应运而生.这种计算机编程技术将图形软件发展推进到一个新的时代,使得计算机图形处理水平提高到一个新的台阶.早在1965年,美国洛克西德飞机制造公司首先组织了一个专门小组进行图形自动编程软件的研制,并于1972年以CAD/CAM作者简介:郭倩(1984一),女,陕西西安人,西安航空职业技术学院助教,研究方向为机械制造与自动化.文章编号:1006-4311(2011)28004102为名正式投入使用.CAD/CAM系统基本解决了APT语言存在的抽象而不直观问题.进入80年代后,各种图形自动编程系统软件大量涌
8、现,其编程复杂度也从70年代的2.5维发展到3维,4维和5维以上多坐标加工中心的数控编程,以及复杂雕塑曲面工件的数控编程.进入90年代后,国内外的商品化图形自动编程软件更是大量涌现.如美国UnigraphicsSolutionsInc.的UGII,CncSoftware公司的MASTERCAM,ParametricTechnologyCorporafion公司的PRO/ENGINEERING,英国Delcam的POWERMILL和ArtCAM,德国OpenMind公司的HYPERCAM和HyperMILL等.随着制造业的发展,中小批量生产的趋势日益增强,对数控机床的柔性和通用性提出了更高的要求
9、.目前正朝标准化开放体系结构的方向前进.就结构形式而言,当今世界上的数控系统大致可分为4种类型:传统数控系统如FANUC0系统,MITSUBISHIM5O系统,Siemens810系统等.这是一种专用的封闭体系结构的数控系统.目前,这类系统还是占领了制造业的大部分市场.但由于开放体系结构数控系统的发展,传统数控系统的市场正在受到挑战,己逐渐减小.PC嵌入NC结构的开放式数控系统如FANUC18i,16i系统,Siemens840D系统,Numl060系统,AB9/360等数控系统.用户无法介入数控系统的WIL.这类系统结构复杂,功能强大,但价格昂贵.NC嵌入PC结构的开放式数控系统它由开放体系
10、结构运动控制卡十PC机构成.这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU,这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域.如美国DeltaTau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMACNC数控系统,日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC64构造的MAZATROL640CNC等.SOFT型开放式数控系统这是一种最新开放体系结构的数控系统.它提供给用户最大的选择和灵活性,与前几种数控系统相比,SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比,因而最有生命力.其典型产品有美国MDSI公司的OpenCNC.德国PowerAutomation公司的PA8O00NT等.2国内发展状况
11、一存在问题随着计算机技术的发展,建立在cAD/CAM一体化基础上的数控自动编程技术日益成熟,并且代表了以后机械制造业的发展方向.但是,目前我国数控自动编程软件的技术水准及其应用和开发普遍存在着一些缺点和不足,主要表如下:2.1大多数图形自动编程软件造型功能弱,不具备工艺处理能力.?42?价值工程CNKI:131085/N.20110902.1521.001铸造生产中铸件造型方法的选择OptionsofCastingModelinginCastingProduction刘晓婷LiuXiaoting(西安航空技术高等专科学校,西安710077)(XianAeronauticalCollege,Xi
12、an710077,China)摘要:现代铸造生产不断采用新方法,新工艺,新技术和新设备,不断优化合金性能,以满足民用及航空工业对铸件质量的要求铸造生产中造型方法选择是否合理对铸件质量和成本有着重要影响,针对生产中常见的不同形状铸件,分析提出了具体的造型方法.Abstract:NewaDproaches,newtechniques,newtechnologiesandnewequipmentsareincreasinglyadoptedinthemodemcastingproductiontoconstantlvoptimizefeaturesofalloyssoastomeetthedeman
13、dsofcivilandaeronauticalindustry.Whethertheoptionsofcastingmodelingisreasonableexecutedcrucialimpactonthequalityandcostofcastingpans.Theessayproposedconcreteapproachesaimingatthecommoncastingpartindifferentshapes.关键词:铸件形状;造型方法;铸造工艺;铸件质量Keywords:shapesofcastingpas;modelingapproaches;castingtechniques
14、;qualityofcastingpans中图分类号:TG2文献标识码:A文章编号:10064311(2011】28-0042-02O引言在实际生产中,由于铸件的尺寸,形状,生产批量,铸件的使用要求,以及生产条件的不同,有许多造型方法.合理选择造型方法,对于获得合格的铸件,减少制模和造型工作量,降低铸件成本和缩短生产周期都是非常重要的.1整体模两箱造型此方法所用木模是一个整体,它的形状从侧面各个方向看必须是一头大一头小.也就是说木模的最大截面在一端,最小截面在相对的另一端,而且从最大截面往最小截面的截面变化是逐渐减少的(如图1所示).整体模两箱造型,工艺简单,工效高,铸件不图1易出现偏箱等短陷
15、.适用于此方法造型的零件,其形状应符合表1所列条件.图2所示零件,在h高度内,直径D相等,这样就会有许多处为最大截面.但在制模时,由于木模上增加了拔模斜度,这样最大截面就只有一处,而且是在木模端部.最大截面形状,边周是在同一平面而中部凹陷,也可看作是一平面(如图3所示).表1截面积所需最大截面变化砂箱由最大截位置形状个数面端向另一端逐渐两个端部平面减小作者简介女j剐lj教授姗方向为工程材料与2分开模两箱造型图2图3热加工.c刀|7r俣理2-2价格昂贵.我国多中小型企业,渴望使用新技术,以提高企业的效率与效益.他们普遍反映市场上的数控自动编程软件价格太过昂贵,体系庞大复杂,使用困难.目前,尚没有
16、供这些中小型企业所使用的自动编程系统.2.3使用不方便.由于西文显示,内容繁杂,操作不便,即使是大学本,专科毕业生,也要经过专f-Jll练才能正确使用.这种情况限制了其在国内的推广与应用.2.4大多数企业的数控设备没有充分发挥其功能甚至有些企业买回的数控机床几乎是台专用机床,其程序在国外已编好,回来后从未修改或更新,完全丧失了其柔性.我国企业中的大多数数控设备为中低档数控系统,这些系统自身缺乏相应的自动编程功能.目前,也没有与之相适应的经济型自动编程系统出现.2.5产品单一.缺乏适用于广大中小企业及一些特殊行业(如石材加工行业)的简化的集成系统以及车间级产品.我国些特殊行业的企业,经过多年发展
17、,迫切需要在其行业中引入新技术,以推动行业的进步.但尚未开发出适合于其行业特点的数控自动编程系统.这些特殊行业包括模具制造业与石材加工业.总体来看,我国在以图形自动编程技术为核心的CAD/CAM技术方面仍然较为落后,无论从开发水平,商品化,市场化水平还是应用状况来看都与发达国家存在较大差距,我国自己的以图形自动编程为核心的CAD/CAM软件开发前景不容乐观.3未来发展趋势从总体看,针对中,小型企业普遍使用的经济型三坐标数控机床,撞铣加工中心或石材加工机械,研究一种实用的,融零件快速造型,简单的工艺处理与数控编程为一体的,适用于微机系统的图形自动编程系统.这种产品应当是一种车间级(而不是企业级)
18、的系统,目的是为我国中小企业提供一种价格低廉,先进而又实用的图形自动编程软件,使他们能够尽快利用新技术,提高产品竞争力.使用图形技术的自动编程,计算机辅助首先由设计师进行部分设计,生产设计图纸;程序员在分析的基础上处理的一部分,直接参与互动与平面设计规划过程,并自动从数据库中进行检索,形成数据处理,信息处理系统的图形界面设计过程数据的自动计算工具轨迹,该工具会生成位置的数据,最后由NC后处理程序产生的.可以生成NC程序在计算机屏幕上或绘图仪的轨迹仿真和动态仿真,以检查程序生成的正确性和合理性.这种编程方法是直接对零件的几何形状,没有复杂的数学计算,不使用特定的语言来描述零件的形状,直观,简便,
19、准确,便于检查是它的具体特点.因此,自动编程的图形技术已成为在国内外的CAD/CAM数控编程的常用的方法.参考文献:11栗全庆.图形编程一数控加工自动编程技术的发展方向.组合机床与自动化加工技术,1996.f21吴竹溪.数控加工中图形自动编程系统研究.组合机床与自动化加工技术,2002.f315E,张河新.数控机床图形自动编程系统J1.机床与液压,2000,(O3).41张振宇等.基于AatoCAD平台及其开发工具的数控自动编程系统的实现.甘肃工业大学,2001.f51黄国杈.数控车床微机自动编程软件研究IJJ,应用科技,2000,(08).f61郭成操,江书勇.图形自动编程系统的设计【J1.成都电子机械高等专科学校,2004,(03).f7Ft,雄.基于特征描述的数控车床自动编程系统设计【JJ.机床与液压,2003,(02).81唐宗军进.数控车床图形自动编程系统设计lJ1.机械工程系,2005,f021.窗胄岛
