陶蕾

【摘要】隨著目前我國的科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在零件加工技術(shù)上取得了很大的突破，零件加工技術(shù)逐漸實現(xiàn)了自動化。在實現(xiàn)零件加工自動化的過程中，自動數(shù)控的變成起到了決定性的作用，因此，對于自動數(shù)控編程的零件加工特征的建模技術(shù)我們要提起重視，建模的時候，我們要從提高零件加工的效率出發(fā)，進一步改進這種模型。

【關(guān)鍵詞】加工特征；數(shù)據(jù)編程；工藝設(shè)計；模塊化設(shè)計

一、前言

零件加工是一個復(fù)雜的工作，這項工作不僅需要先進的科學技術(shù)，也需要具有專業(yè)技能的工作人員，在需要進行零件開發(fā)的制造行業(yè)當中，技術(shù)的開發(fā)是連接零件加工產(chǎn)品的設(shè)計和制造的橋梁。實現(xiàn)零件加工的過程實現(xiàn)自動化控制是科學技術(shù)提高的體現(xiàn)，也是實現(xiàn)零件加工的高效率的體現(xiàn)。在進行零件加工的過程中，使用實現(xiàn)自動化控制的數(shù)控程序?qū)ιa(chǎn)的過程進行控制，從而實現(xiàn)零件加工的自動化控制。

二、特征的基本定義

在本篇文章中我們所說的特征是指特定的物品或者技術(shù)在進行特定的設(shè)計、分析、研究等內(nèi)容的處理之后進行的定義以及分類。對其進行分類的方式有很多，首先可以根據(jù)事物的形態(tài)進行分類，還可以根據(jù)其化學形式進行分類，對于我們所說的自動數(shù)控技術(shù)則大多數(shù)是從對于零件加工的應(yīng)用以及需求進行分類的，根據(jù)此種的分類方式，可以將特征模型分為成型特征、鑄造特征、焊接特征以及加工特征等不同的類型。在零件加工過程中，對于零件加工的自動化控制編程技術(shù)是實現(xiàn)零件加工高效率以及自動化的主要手段和方式，在進行自動數(shù)控的過程中，工廠最終要實現(xiàn)的目標是生成一個或者說是一套數(shù)控代碼，然后實現(xiàn)對零件的自動數(shù)控加工。眾所周知，每一個零件都有其獨特的施工工藝以及加工順序，因此，在零件進行自動數(shù)控加工的過程中每一個零件都具有自己獨一無二的數(shù)控代碼，在得到該零件的數(shù)控代碼之后，通過相對應(yīng)的機械加工或者其它的加工操作對這個零件進行進一步的精準和嚴密的定義，同時對加工的零件進行合理的規(guī)劃和布局，在傳統(tǒng)的零件加工的模式之上對零件加工進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)零件加工的自動數(shù)控化。

實現(xiàn)零件加工自動數(shù)控化的加工的主要目的是通過新型的零件加工技術(shù)，將傳統(tǒng)零件加工技術(shù)進行改進，創(chuàng)造一套幾何形狀簡單，操作工藝簡單的技術(shù)，從而實現(xiàn)在零件加工過程中的高效性。我們都知道，要實現(xiàn)零件加工自動數(shù)控控技術(shù)首先要進行的操作就是編程，這里所說得編程主要是指對單個零件進行的編程，在生產(chǎn)過程中選定研究的機床以及需要使用的相關(guān)配套的工具，然后采用參數(shù)化的驅(qū)動進行檢索，從而是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的控制設(shè)計。但是凡事都是有利也有弊的，雖然自動數(shù)控化的零件加工技術(shù)能夠提高零件加工的生產(chǎn)速率，減少在生產(chǎn)車間一線工作的操作人員，但是在某些方面也具備一些劣勢，使用自動數(shù)控化的零件加工技術(shù)在生產(chǎn)的前期會消耗大量的時間和精力，對需要人員的專業(yè)技能的要求與傳統(tǒng)的操作人員相比要求也更高。而且對于功能相近的零件或許會具備相似的控制編碼，也能會出現(xiàn)一些差錯，因此，零件加工企業(yè)不僅要提高加工零件的技術(shù)，可要及時的對零件進行設(shè)計和更新，將復(fù)雜的特征通過建模及工藝的設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)控程序的自動化。

三、加工特征的分類及模型定義

1、加工特征的分類

在進行加工零件的自動數(shù)控編程建模的過程中，相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)該從滿足計算機的輔助工藝規(guī)劃的角度和要求出發(fā)，將計算機的要求放置首位進行設(shè)計和研究，在這個基礎(chǔ)之上提出新的加工特征的方式，實現(xiàn)這些的目的主要是為了在相關(guān)的工藝設(shè)計人員進行設(shè)計是能夠為他們提供一些方便，同時也能使相關(guān)的操作人員在根據(jù)一些零件所具備的加工特征的數(shù)量以及種類對零件的加工設(shè)備和工具進行挑選的過程中提供便利。在特征分類中，首先應(yīng)該對加工這種特征需要的自由度數(shù)進行分類整理，這所說的自由度數(shù)就是平時人們經(jīng)常會提到的軸數(shù)，在進行特征的分類之后根據(jù)生產(chǎn)過程中所使用到的與機床配套使用的加工設(shè)備及刀具的種類和規(guī)格將這種加工特征按照特性的連接方式與相關(guān)的物理設(shè)備建立相應(yīng)的聯(lián)系。根據(jù)上述的這些對于加工特征進行分類的方式的描述，我們不難發(fā)現(xiàn)在對零件的加工進行工藝設(shè)計的時候，設(shè)計人員不僅可以根據(jù)這些加工特征的自由度數(shù)挑選出的加工設(shè)備和器具進行設(shè)計，同時也可以根據(jù)在進行零件加工的過程中使用的設(shè)備進行設(shè)計，在根據(jù)零件加工過程中使用的設(shè)備進行設(shè)計時首先要對這種加工設(shè)備進行一定的了解，同時對它的加工工藝特征能夠熟練的掌握，從而生成通過計算機控制的自動數(shù)控化的零件加工技術(shù)。

2、加工特征模型的定義和功能

前面已經(jīng)提到了，實現(xiàn)零件加工的自動數(shù)控化的前提是要對零件進行有針對性的控制編碼，對零件的控制編碼是一個十分復(fù)雜的過程，因此，提高零件加工效率的前提除了要實現(xiàn)零件加工的自動數(shù)控之外，還要提高對零件進行控制編碼的效率。在進行零件加工的過程當中，為了提高對零件的控制的編碼，在大多數(shù)情況下在數(shù)控程序的設(shè)計當中，首先要選擇適合的最小單元，通常情況下，我們在零件加工及對零件的編碼過程中采用預(yù)先定義的方法根據(jù)相對應(yīng)的參數(shù)驅(qū)動的加工特征作為生產(chǎn)的最小單元，同時應(yīng)用集合理論以及人工智能的方法，通過采用與之相對應(yīng)的生產(chǎn)策略進行對零件的工藝設(shè)計的決策。為了實現(xiàn)這個目標，在進行自動數(shù)控編碼的過程當中，相關(guān)的專業(yè)設(shè)計人員通常對這種零件加工的加工特征進行定義，并且將這種加工特征重新進行建模，在進行定義和重新建模的過程中，通常需要對已經(jīng)得到的原始數(shù)據(jù)進行分析和處理對加工的特征進行描述，同時為這些加工特征提供一些全新的數(shù)據(jù)和信息為零件加工過程中制造設(shè)備和進行零件加工的智能決策提供內(nèi)容。

在本篇文章中我們提及到的加工特征除了具有一些普通的基本特征之外，還具備一些其他的特性，這些特性相對與前面提及到的會具有一定的復(fù)雜性，但是雖然這些特征具備一定的復(fù)雜性，每一個特征都是由其他的簡單的特征組合起來的，這些特征除了包括對于零件加工過程中的加工特征的生產(chǎn)和控制指令能夠自動的進行生成之外，還具備一些其他的內(nèi)容：

首先是對于零件加工的加工方式、加工設(shè)備等內(nèi)容的決策，在這里我主要就一個簡單的案例進行說明，就車銑加工的工廠而言，他們在生產(chǎn)的過程中最主要的就是對于零件的孔型的加工，對于零件的孔型很多的加工設(shè)備及加工方法例如車削、銑削和鉆削等都可以制作出來，但是雖然這些機械設(shè)備和加工方法都能實現(xiàn)對零件孔型的加工，但是不同的加工方法和不同的機械設(shè)備生產(chǎn)零件的效率也不相同，因此采用何種加工方法，采用何種機械設(shè)備還需要相關(guān)的操作人員及管理人員進行研究和決策。對這些內(nèi)容進行決策，大多數(shù)情況下不需要十分專業(yè)的知識，通常是通過長期的加工過程中累積的經(jīng)驗來決策的，通過長時間的時間的累計，將使用各種設(shè)備及方法的零件數(shù)量進行一個簡單的統(tǒng)計，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)曲線，通過對數(shù)據(jù)的比對做出正確的決策。

其次是對于變異式參數(shù)化工藝設(shè)計策略的數(shù)控模板的生成。在一個經(jīng)營零件加工的企業(yè)來說，加工的零件的標準化及效率化是每一個企業(yè)的生產(chǎn)準則。隨著零件應(yīng)用市場的廣泛性，使用零件的物品的種類越多越多，與此同時，零件的形狀也變得千奇百怪，因此對于零件的加工要求也在進一步提高，在很多的技術(shù)及設(shè)備不先進的小型的零件加工的工廠當中，對于零件的形狀智能局限在一個十分簡單的空間里，許多形狀復(fù)雜，技術(shù)水平要求高的零件沒有辦法生產(chǎn)，同時它的生產(chǎn)的效率也是十分的低，因此變異式參數(shù)化工藝設(shè)計就起到了決定性的作用，應(yīng)用這種技術(shù)不僅能夠使復(fù)雜的零件在生產(chǎn)的過程中變得簡單，同時能夠提高零件加工的生產(chǎn)效率，相關(guān)的機械設(shè)備操作人員和車間的管理人員在進行決策時也能夠做出更多更好的決策。因此，在本篇文章中對加工特征進行分類和描述的時候，通過特定的已經(jīng)選定的機床，結(jié)合這個機床在過去時間的加工歷史，按照變異型參數(shù)驅(qū)動的工藝設(shè)計要求，將典型的數(shù)控工藝和數(shù)控代碼進行分析和歸納，從而形成了數(shù)控工藝模板。

最后一點就是智能決策的數(shù)控工藝設(shè)計機制，從前面我們可以看到，對于變異式參數(shù)化驅(qū)動數(shù)控工藝設(shè)計機制和自動數(shù)控工藝設(shè)計，在進行零件加工的過程當中都會對零件形成特定的控制編碼，然后根據(jù)這種代碼進行加工生產(chǎn)，這種方式大大的提高了零件的加工速率，并且對于一些十分復(fù)雜的零件的形狀在加工時也能變得簡單化，對于零件的加工具有重要的意義。但是他們也存在一些劣勢那就是在生產(chǎn)的過程中不能實現(xiàn)機械設(shè)備和工具的共享，生產(chǎn)不同類型的零件是要進行頻繁的換刀和安裝的過程，對于生產(chǎn)的零件的精度會或多或少的造成一些影響。在此，智能決策能對這種問題進行優(yōu)化，首先，建立相對應(yīng)的知識庫，通過知識庫對加工的規(guī)則和知識進行了解，提高專業(yè)水平，采用邏輯推理的方式對加工特征進行智能決策，還有就是按照加工特征以及所需的零件的數(shù)量進行優(yōu)化，尋找可行的方案，實現(xiàn)在生產(chǎn)的過程中機械設(shè)備的刀具能夠自動的進行調(diào)整的問題，降低零件加工過程由于調(diào)整刀具造成的誤差。

四、結(jié)束語

在本篇文章當中，主要是從提高零件加工的自動數(shù)控編碼的效率的角度進行描述和說明，通過對相關(guān)加工特征的數(shù)據(jù)進行建模，研究了檢索式、變異式以及智能化的工藝設(shè)計的生產(chǎn)策略，同時采用智能的方法，對加工特征的數(shù)據(jù)與物理設(shè)備加工零件的數(shù)據(jù)進行比對，建立相應(yīng)的聯(lián)系，從而實現(xiàn)了零件加工過程中將復(fù)雜的零件加工轉(zhuǎn)化為簡單的加工的零件加工工藝。

參考文獻

[1]鐘日銘，李俊華.MastercamX3基礎(chǔ)教程[M].北京：清華大學出版社，2012.

[2]施慶.MastercamX3實用教程[M].北京：清華大學出版社，2013.

[3]付春林.解析EdgeCAM的創(chuàng)新思維———特征加工篇[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化，2013（9）：84-85.

[4]張英杰，曹巖.基于網(wǎng)絡(luò)化的制造資源智能系統(tǒng)的研究[J].西安交通大學學報，2014，38（3）：270-273.