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摘 要：数控加工技术在机械制造业、材料加工产业以及自动化产业中发挥着重要的作用,是现代工业中的重要组成部分.众所周知,数控编程在数控技术中扮演者重要的角色,在降低工作量的同时提升了工作质量,并最大限度的降低加工和维修成本.本文就对数控编程技术的基本情况进行了详细的介绍,对我国数控编程技术的发展现状和应用前景进行了分析,以便更好地把握数控编程技术的发展态势,为我国机械加工产业的进一步发展提供一定的理论和技术支持.
关键词：数控加工；编程技术；机械产业；现代技术；发展
1 引言
随着电子计算机技术和现代工业的不断发展,我国的机械加工产业进入了信息自动化时代,大大促进了数控技术的发展.所谓的数控技术,就是采用数字控制的方法对某些机械运动过程进行自动化的控制,不仅大大提升了工作效益,还最大限度的减少了人为操作带来的误差,从而节省大量的人力、物力和财力,实现经济效益的最大化.数控技术已经逐渐发展成为支撑我国国民经济发展所必不可少的技术.数控编辑工作就是对数控系统进行工作所依赖的的控制程序进行编辑,综合考虑数控加工的条件和客户要求等书写编程语言,并保证整个系统的完整性和实用性.目前国际上出现了各种各样的数控编程技术,总结来说主要有手动编写和自动编写两种,手动编程技术主要应用于一些简单的数控程序的编写,由于其本身的局限性已经越来越不适应现代社会的加工需求,因此在这种情况下更加高效、科学、安全的自动化数控编程技术应运而生,大大加快了现代工业的发展.
2 数控编程技术的概述和系统组成
数控编程是建立在电子计算机编程软件之上的,已经从开始的比较简单的手动编程逐渐向实用性和效率性更高的自动编程技术迈进.从广义的角度来考虑,数控编程技术包括CAD/CAM技术、工艺技术以及数控加工仿真技术等,如图1所示为数控编程技术的结构框图：
图1 数控编程技术的结构框图
工艺技术主要指根据加工需要和客户需要进行工序设计、刀具选择、加工参数设计以及道具加工位置选取等工作,是整个数控技术的核心和灵魂,也是表达数控编程语言的关键；数控加工需要预先生成产品的数字化模型,这一工作主要由CAD技术来完成,其作用是为数字化模型的建立以及后续工作的进行提供原始数据依据；CAM技术则主要是指借助具有模具加工功能的CAM软件根据产品知识和用户需求对刀具的切割路线、刀具切口位置等进行精确的计算,最终根据刀位点的位置、机床加工系统以及后续处理程序等生成特定的机床可以识别的NC程序代码,以便开展后续工作；将生成的NC软件程序和相应地数据信息应用在数控加工仿真系统中,对实际加工状况以及加工条件进行控制,避免了工作中出现刀工干涉、刀夹和工件干涉以及机床因素干涉等情况,实现对刀具的切割速度的合理控制,实现最好的加工精度.仿真程序的检验效果可以直接判断该编程软件系统是否可以安全高效地应用于实际生产中,如果仿真效果不理想,则需要返回CAM编程程序进行修改,直到仿真合格后才可以最终生成可驱动机床执行加工工作的NC软件,按照相关规定和参数要求加工出合格的产品.
3 CAD/CAM技术以及数控仿真技术简介
随着现代工业的发展,对零部件加工的精度和加工质量要求越来越高,传统的加工技术已经无法满足现代工业的技术要求,数控编程技术作为一种精度高、加工质量好的新型加工技术已经被广泛应用于现代机械加工的各个领域.目前国际上个各大机械加工公司普遍采用的UG、Proe、Powermill以及Cimatron E等集成软件系统都是CAD/CAM技术的典型代表,例如美国波音公司利用CATIA软件成功开发出了无纸化一体设计系统,并利用该软件系统制造出了世界上技术含量最高的波音777飞机,因此CAD/CAM技术是未来数控加工领域的先驱,承载着机械加工产业的未来.
数控加工仿真技术也是数控编程技术的重要组成部分,一般在CAD/CAM软件程序编辑完成后检验生成的NC程序的正确性和安全性,同时可以按照一定的原则对NC程序进行特定加工和优化性编辑,确保加工效果和预期完全对应.仿真软件还可以及时发现CAD/CAM软件编辑中存在的问题,并返回CAD/CAM软件编辑界面进行修改,避免了干涉、碰撞以及过切等情况的发生,可有效代替传统切割技术中的试切环节,节省了大量的原材料,缩短了切割工作的周期,最大限度的提升了工作效率.目前国际上普遍使用的加工仿真系统软件主要有VERICUT、Swansoft CNC Simulator以及CIMCOEdit等,共同构成了仿真系统大家族.
4 后处理技术
后处理技术也是数控编程技术中的重要环节,决定着能否生成用于控制机床工作的NC软件.后处理过程就是指将控制刀具进行切割的源文件转化成数控机床能够识别的数控代码的过程.这一过程至关重要,关乎着数控加工工程能否顺利进行,因此,编程工程师一定要注重完善该技术.通常情况下CAD/CAM系统中都提供了预先编制好的后处理技术系统,可以将预先编程的软件源文件转化成为控制机床可以识别的NC数据代码,同时提供了有一定智能识别功能的程序软件,可以为用户提供个性化的编制程序,同时该系统也可以智能识别机床刀具的型号、功能等,结合CAD/CAM软件的后处理功能模块自行编制出保证机床可以顺利执行的后处理程序.例如在UG软件中提供了两种后处理技术,即GPM后处理技术和UG/POST后处理技术.GPM后处理技术采用的是图形后置处理器方式,处理过程是由系统首先生成机床数据文件,然后由GPM程序中的可执行文件对相关刀具的源文件进行数据代码的转换,从而为机床提供可识别的程序代码；而UG/POST后处理技术中需要系统提供事件管理器文件和刀具定义文件,刀具定义文件可以由后置处理器程序生成,然后UG软件可以对事件管理器文件和刀具定义文件提供的信息直接对刀具的切割路径和切割尺寸等进行直接处理,并运用专用的软件系统生成控制程序.另外用户也可以根据数控机床的结构和功能综合分析加工机床三个坐标轴的运动情况,在编程语言如Matlab或是VC++等自带的后处理技术基础之上将CA 程序生成的含有GOTO等指令的源文件转化为机床可以识别的NC代码文件,实现自定义性质的数控机床部件加工.
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参考文献：
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