无人干预数控加工技术的解决方案

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

无人干预数控加工技术的解决方案

王国松 赵昌辉 王德安

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

无人干预数控加工是制造业努力追求的目标，也是黎明公司近几年开展的重点工作。本文根据零件加工实际情况结合黎明公司工作流程，从编制加工工艺开始到最终现场加工，根据不同环节的工作特点和工作内容，论述了实现无人干预加工的解决方法。

无人干预加工；数控程序；仿真加工；参数优化

近年来，国内数控加工技术正面临着快速发展，数控加工技术水平逐步提高，但与国外发达国家相比还有着明显的差距。在国内，由于设备水平、技术应用水平的局限性，这类技术还没有得到成熟广泛的应用。典型数控设备，长期以来加工对象较为单一、应用水平低，在一定程度上限制了设备潜能的发挥。因此，如何在现有条件下最大限度地提高技术水平、提高效率和追赶国际先进水平，是我们发展的主要目标。目前我公司零件数控加工从工艺准备到零件制造可分解为下面各个环节：接收设计图→设计工艺规范→工艺路线评审→审签工艺规程→创建工序模型→编制数控加工程序→后置处理→单工序仿真加工→数控程序审签→上机调试（切削参数优化及数控加工方案确定）→零件加工（手动装夹、手动找正、手动测量、手动换刀、手动调整刀具补偿、单个程序加工）。从总体情况来看，要实现无人干预数控加工，我们需要在工艺编制、数控编程、仿真加工和参数优化等多方面做出更多的改进工作。

1 数控加工，工艺先行

随着设计由二维发图改为三维模型发图形式的改变，我们可以根据设计模型来设计工艺规程，改变原来的工艺编制方式，以三维模式编制工艺规程。随着MBD技术的不断发展，数字化工艺将是制造现场越来越需要的。数字化工艺的优势在于：1）工序模型可以使工艺准备工作并行开展。可以借助工艺规程中的工序模型生成数控加工模型，数控编程可与工艺规程设计同步进行，减少模型构建时间及缩短编程周期。还可以使工装设计同步进行，工装设计人员通过引用工序模型设计工装，大大提高了工装设计的质量，这些都将大大缩短工艺准备时间。2）工艺模型与设计模型及尺寸标注相关联，大大提高了工艺信息的正确性，减少了工艺更改的可能。

2 提高数控程序编制质量

2.1 刀具轨迹

编程模型质量的好坏决定刀具轨迹质量的好坏，刀具轨迹是保证零件质量的基本条件，因此在采用自动编程方式时，一定要安排合理的走刀样式，这样才能够保证零件的加工精度、表面质量、受力变形等情况的产生。而且在生成刀具轨迹的同时必要对一些加工内容进行设置，如在UG中编程时，需设定好坐标系的寄存器号、刀号、速度以减少后置处理后的代码人为手动修改。

2.2 加工参数

合理的加工参数不仅可以提高加工效率，保证零件加工质量，而且更能发挥机床功效，更能合理的管理刀具使用情况。如加工速率等不需要操作者手动调节。

2.3 后置处理

为保证数控程序的准确性，对后置处理器的准确性、完整性要求更高。只有好的后置处理器才能生成准确的G代码文件，无需进行人为更改直接输入机床即可使用。创建后置处理器时除说明性语言外不允许使用TEXT进行编辑，需从CAM环境中提取的变量，要求使用MOM变量进行定义。

3 完善仿真加工

数控程序的仿真加工，可预知程序中的错误，避免零件或机床因程序原因造成的损坏。目前，我公司普通采用VERICUT软件进行数控程序的仿真加工，其仿真加工的内容主要是干涉、碰撞、过切、欠切等内容，不进行自动换刀、工作台转换、超程、在线测量等的仿真加工，而且有些机床的仿真模型尺寸并不是很精准。为实现精确、高效的数控加工，换刀、工作台转换、超程、在线测量等必须进行仿真加工，这些内容的仿真加工可以确保加工的连续性、准确性。

4 工艺参数优化

对某些复杂零件经常会有这样的现象：同样的数控程序，不同的人，加工出的产品却有的合格，有的不合格。什么原因导致数控程序中的加工参数选择不合理，有经验的操作者根据经验手动修改了加工参数。如何能减少这些不确定因素的出现，在零件加工前必须使加工参数固化。

4.1 根据经验，合理选刀。

刀具类型及刀片材料直接影响零件的加工质量、效率及成本等。现代航空发动机产品越来越复杂，难加工材料越来越多。刀具的选型也变得越来越重要。在选刀过程一定要多咨询，多比较。

4.2 做好准备，合理试切

随着发动机性能及结构的不断发展和变化，新材料、新工艺越来越多，因此必须进行试切，以获得合理的加工参数。刀具类型、数控工艺路线、加工参数这些都是需要试验才能确定的。

4.3 知识积累，自动优化

通过试切或其他方法获得的加工参数，可以作为一种知识积累，形成参数资源库，利用软件对加工参数进行优化，减少试切的时间和成本。

5 实际加工过程控制

目前零件在机加包括装夹找正、换刀、测量、调整刀具补偿等，这些都是操作者手动完成的，这对于操作者的技能水平要求很高。如果使用先进的夹具，实现快速装夹、自动找正、准确定位、在线测量，不仅会减少机床准备时间，提高加工效率，而且会使零件的加工质量大大提高。在检测方面，一是要提高检测手段，购置先进的计量器具、仪器仪表，批量生产零件可视情况，设计制作专用的样板及专用检测量具或夹具，以减少零件的交检时间；二是要提高检验人员的业务能力，主要是提高检验人员的视图能力及使用量具量仪的能力。

6 人员素质

实现无人干预数控加工，必须要全面提高人员的技术水平和综合素质。无论是工艺编制、数控编程还是参数优化，其前提是必须保证产品的质量。参与数控加工的人员，从制定工艺路线到编制数控加工程序，再到零件现场制造，都需要经验丰富的从业人员，而且要具有较强的领悟能力和勇于创新的精神。我公司的现状是能够掌握自动编程技术的人员都是一些刚从大专院校毕业不久的年轻技术人员，而经验丰富的是那些在企业从事了多年传统工艺的技术人员，但他们又很少能掌握自动编程技术。如果能加强实践与理论的结合，将二者结合起来，无疑对产品质量和加工效率的提高是一件好事。

[1]卧式无人干预高速加工技术[J].金属加工（冷加工），2011（07）.

TG50 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

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