7. 编制、调整数控加工工序的程序:数控机床程序编制的方法有两种:即手工编程和自动编程。手工编程由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件,缺点是非常费时,且编制复杂零件时,容易出错。自动编程又分为APT 编程和CAD/ CAM 编程:前者使用计算机或编程机,完成零件程序的编制过程,对于复杂的零件很方便。后者则利用CAD/ CAM 软件,实现造型及图象自动编程。如Master CAM 、UG 、Pro-E 等。 (引用[15]) (引用[8])
8. 数控机床编程的步骤:根据使用的刀具确定合理的走刀路线,选择适当的切削用量。同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的特点,正确选择对刀点,尤其是轮廓精加工时的切入、切出方式、刀具的补偿等,在满足图纸精度要求的前题下,寻求最短加工路线(包括切削路线和空走刀路线),同时避免机械进零件.图纸的数学处理:零件图纸的数学处理主要是计算零件加工轨迹的尺寸, 即计算零件加工轮廓的基点和节点的坐标,或刀具中心轮廓的基点和节点的坐标,以便编制加工程序。 (引用[6]) (引用[15])
9基点坐标的计算:一般数控机床只有直线和圆弧插补功能。对于由直线和圆弧组成的平面轮廓,编程时数值计算的主要任务是求各基点的坐标。(1) 基点的含义构成零件轮廓的不同几何素线的交点或切点称为基点。基点可以直接作为其运动轨迹的起点和终点。(2) 直接计算的内容根据程序编制的要求,基点直接计算的内容有:每条运动轨迹的起点和终点在选定坐标系中的坐标,圆弧运动轨迹的圆心坐标值。基点直接计算的方法比较简单,一般可根据零件图样所给的已知条件用人工完成。即依据零件图样上给定的尺寸运用代数、三角、几何或解析几何的有关知识,直接计算出数值。在计算时,要注意小数点后的位数要留够,以保证足够的精度。 (引用[5]) (引用[8])
10. 节点坐标的计算:对于一些平面轮廓是非圆方程曲线Y = F(X) , 如渐开线、阿基米德螺线等, 只能用能够加工的直线和圆弧去逼近它们。这时数值计算的任务就是计算节点的坐标。(1) 节点的定义当采用不具备非圆曲线插补功能的数控机床加工非圆曲线轮廓的零件时,在加工程序的编制工作中,常用多个直线段或圆弧去近似代替非圆直线,这称为拟合处理。拟合线段的交点或切点称为节点。
(2) 节点坐标的计算节点坐标的计算难度和工作量都较大,故常通过计算机完成,必要时也可由人工计算,常用的有直线逼近法(等间距法、等步长法、和等误差法) 和圆弧逼近法,有人用AutoCAD 绘图,然后捕获坐标点,在精度允许的范围内,也是一个简单而有效的方法。 (引用[11])
用户宏程序实现编程零点变换和成组加工
随着科学技术的发展,机械产品日益趋向于多品种小批量。数控机床因其高生产率、高加工精度、低劳动强度、具有柔性和便于管理等优点而应运而生。数控系统功能也越来越完善。就机械加工工艺系统而言,除了机床更新换代加快外,刀具、夹具等也在不断改变,而且生产加工流程也时时在变。这种生产加工的柔性,不但要求数控程序能便于修改,同时编程周期要短和编程费用要低。为了编制出高效而实用的数控程序,经过长期编程实践的摸索,深切体会到利用数控系统提供的宏指令开发一些典型实用的宏程序,是一条非常有效的途径所谓的编程零点是指根据加工零件图样选定的编制程序的原点,即编程坐标系的原点。在实际工中,我们还应确定编程零点在机床坐标系中的位置坐标,也就是要进行编程零点变换。而机床数控系统所能提供的只有G54～G57 四个编程零点,这对于四面或五面加工的零件来说,常常不够用。如以前在镗铣加工中心上进行四面或五面减速器箱体的数控加工时,就发现因编程零点设置不足,导致编程时数值计算复杂,这样一旦刀具和夹具调整后,将使程序修改时间过长,影响了生产的顺利进行。针对这一现状,设计了用于多编程零点变换的宏程序。借助该宏程序,能随意方便地设定编程零点,且因能将尺寸计算由三维空间转化为两维空间,而且所设定的编程零点可多次被调用,不仅能使程序的长度缩短一半以上,又使程序可读性强,在生产现场修改方便,因而得到了很好的应用。还有一种轴类零件———蜗杆,其结构具有成组相似的特征,在车削工序中,主要结构尺寸有十种变型。针对这样的轴类零件,利用数控系统宏指令功能,采用数据可灵活多变的参数形式,按照工序中所采用刀具先后顺序的不同,将整个工序划分成前后相连的若干工步子程序;对于变型尺寸, 则设计了专门子程序完成平行工步子程序之间的转换。这样,整个蜗杆组车削加工的数控程序能形成一个自动成组查表程序。机床操作者只要在主程序运行之前输入变型号,程序即按预定流程自动完成该组蜗杆零件的整个车削工序。采用这样的成组加工程序,近两年使用表明,它不但可以大大减少程序存储空间,还能将调用程序出错率减少到最低限度。 (引用[15])
基于成组技术的多品种小批量
产品工艺编码规则研究
在分析某类产品制造工艺及生产组织现状的基础上,基于成组技术开发了产品零部件的工艺编码规则体系,从而为该类产品制造工艺数据库的开发以及工艺数据的快速获取、共享和重用创造了条件. 制造技术的进步和人们消费观念的变化使得产品个性化、差异化、多样化和特色需求的趋势越来越明显,大批量生产的产品越来越少. 与普通产品相比,某些产品更具有结构复杂、零部件众多、加工及装配工艺精度要求高、批量小等显著特征,也对工艺规划的制定、生产组织和作业排程等提出了严峻挑战.
在新品开发及制定工艺规划时,若利用分类成组技术,可以充分、快速、自动和有效地利用已有类似件的工艺信息,大大地加快新品开发的速度,也有利于形成标准化制造工艺库,有效地提高产品设计和制造工艺的标准化水平,缩短新品生产准备周期, 降低新品的技术准备费用,保证新品的开发质量.
多品种小批量产品制造工艺及生产组织特点分析：某类产品由机械、材料、控制、电气、通信、集成电路、微波等多学科紧密集成,具有技术含量高、功能质量严格、结构复杂、批量极小、研发周期短等特殊要求. 根据规格、性能等的不同,每种类型产品又包括多个产品型号. 这些特点对此类产品的工艺规划、生产组织和作业优化等提出了很高要求. 随着新品研发任务的加重,产品性能要求的不断提高,研发周期越来越短,对产品工艺规划和生产组织等的要求将更为苛刻。
由于尚未建立关键零部件的工艺数据库及工艺规则库,缺乏有效的知识获取、共享和处理技术,使已有的产品工艺信息难以充分利用,主要表现在:：①多数产品的工艺设计都是从“零”开始,未能有效地继承相似零件的工艺信息;