复杂零件数控自动编程系统中的成组技术研究

杜旭东　刘世平（.郑州煤矿机械制造技工学校，河南　郑州　45003；.河南职业技术学院，河南　郑州　450000）



复杂零件数控自动编程系统中的成组技术研究

杜旭东1刘世平2
（1.郑州煤矿机械制造技工学校，河南郑州450013；2.河南职业技术学院，河南郑州450000）

摘要：针对复杂性柴油零件，采用CAPP/CAM技术实行数控编程，针对相应的问题，分别采取有限级的分级检索和加工模板技术，并挖掘和处理了CAPP/CAM技术的相似性。在使用UG二次开发以及SQL server数据库技术的开发中实现制定数据编程系统，针对CAPP/CAM技术实现对相似性的挖掘与利用，并且实现了对UG平台上的模板制定和CAPP工艺的匹配以及数据自动编程。

关键词：数控编程；成组技术；相似性

随着我国工业制造业的不断发展，各个行业中的零件生产要求也在相应提升，抓住良好的发展机遇，满足并适应市场需求，生产出高质量、高标准的机械零件是现代制造技术中的关键。数字化制造技术属于工业生产现代化中的重要元素，运用该技术可以有效提升企业的制造水平和竞争能力，有着十分重要的作用。因此，企业陆续引入了CAD/CAPP/CAM技术，但实际应用效果并不理想，导致该种现象的主要因素为，当前多数企业使用的通用型CAM系统中缺乏专用性，以及CAPP信息共享性与互动性，进而出现了大量重复性劳动，降低了生产效率［1］。怎样提升数字化制造技术，成为生产企业密切关注的重点，许多国家都在以CAD/CAPP/CAM技术为基础开展相应的研究，并以这一技术为课题开展了大量的科学研发。

1　数控编程参数设定

数控编程的对象是CAD的模型，同时还在CAPP中提供工艺信息发挥一定的指导作用，并在CAM中生成编程操作。此过程是保证整个程序联系紧密的关键，其中涉及多个设计和制造环节，存在着大量的重复利用信息。例如，对于某船只的柴油机生产工艺的相似性，利用通用型CAM实行编程可以突出这一部分的相似性，这代表着CNC工程师需设施更多重复参数，造成劳动的浪费，且引起大量的重复性劳动，严重削弱了工作效率。

2　数控编程中的相似性

为了有效提升企业中数控编程的效率，针对数控编程中的相似性进行不断的挖掘与处理十分重要。主要涉及的手段有分析编程参数、适当拆分CAPP/CAM的集成环境，对编程参数进行重组，以上都是数据编程内部、成组数据原理的重要应用步骤。

2.1CAPP相似性具体的手段

挖掘CAPP系统中全部信息，实现其潜在价值对CAM服务是该类问题研究的重点。将相似性工艺作为编程操作的依据等情况下，同样会出现相似性问题，文章提出了制定优先级的分级检索，有效挖掘了CAPP中相似性工艺信息，在计算途径下得出相似度，这些相似性信息可以成为编程工程的参考内容，其十分有利于编程工程是将相似度作为依据，对加工模板进行挑选。具体选择过程如下。

2.1.1选择样本。选择CAPP工艺信息样本内容，实现候选检索样本集的构造：

式中，hi代表了集合H的属性，hi对应的值是特征值，如H={刀具，S，F，机床}，将14m龙门铣作为机床，铣刀盘刀具的直径数值为330mm，S：200r/min，F：600mm/min，刀具、F、机床、S叫做集合H属性，龙门铣长度为14m，铣刀盘直径是330mm，特征值：200r/min、600mm/min。

结合每一道工序的详细情况，选出m个检索样本，这些样本主要来自候选检索标本中，这些样本最终可以生成检索样本集：

2.1.2优先级的确定，矩阵检索的评判。样本集中每个样本的优先级设定：

式中的di代表了第i个样本的有限级别。

检索评判矩阵P的建立：

式中，pij代表的是样本ci和优先级di为对应关系，ci设为di，pij=1；则有pij=0。

2.1.3执行检索。以检索矩阵对应关系为主要依据，检索CAPP工艺信息库内部的相应工艺信息，若最终检索结果为空，那就需要实现自动改编成和自身情况进行相互结合，随后对优先级别顺序进行设定，并实行自动修正，将当前的最低级去掉，对检索评判矩阵进行重新建立，随后依据全新检索评判矩阵进行检索，按照检索策略，检索出了与相关信息存在吻合性的工艺信息。

2.1.4提取结果样本集。R={r1，r2，……，rm}。对比集合R和几何C，两个几何的属性特征值相同的情况下，vi=1，否则会有vi=0。

2.1.5计算相似度。相似度计算方法为：

2.2相似工艺信息和加工模板

对工艺参数和操作参数采取一定的拼接手段，最终成为具有全面性的编程参数。并在该基础上对有限分级检索进行利用，将相似度实现计算得出，并选择和湿度最高的且具有匹配性的模板工艺，将模板和最新工艺之间达到匹配状态，则会出现新的映射关系。加工模板与工艺信息相互匹配，需要在创建全新的编程数据下，针对CAM系统中的内容对加工特征进行选择，促进数据刀具轨迹以最快速度生成，减少重复性劳动，并且可以有效提高编程效率。

3　开发成组技术上的编程系统

3.1编程系统结构

编程系统的基础是CAPP/CAM，对系统中存在的相似性信息进行有效挖掘，将船用柴油机复杂零件作为对象，对其工艺内容进行具体分析，将企业的生存现状作为基础，同时结合相应的生产要求，借助UG平台系统功能，开发二次技术和SQLserver数据库，或是开发船用柴油复杂零件自动编程系统。

3.2实例分析介绍

复杂零件自动编程系统中的相似性数控编程具有重要价值。例如，在柴油机机架平面的数据编程操作当中，首先要利用有限检索策略，实现对加工信息的检索。最终的检索结果中会出现机座平面中存在高度相似性；随后，匹配了加工模板后，实行机架平面重组，以及工艺参数和机座上平面模板参数的吻合，避免出现步进和步退设置中存在较大铣削参数重复性设置。

4　小结

数控编程相似性信息挖掘、处理技术等方面研究还需深入开展，当前的相似性编程处理只能针对单一环节，无法有效提升数据编程效率。本文以成组技术为依据，实行连续性挖掘与利用CAPP/CAM中相似信息，增强系统之间的联系性，有效提升集成度，并降低数据编程劳动重复性。结合UG二次开发技术，保证柴油机复杂零件编程达到快速、高效、自动化生产效果。并在随后借助实例对提升企业数控编程技术价值进行研究。由于编程存在广泛性和复杂性，对检索效率的提升和变成工程的经验知识获得与总结等还需深入研究，并且在研究中不断完善系统。

参考文献：

［1］张胜文，张瑞国，贾维，等.基于成组技术的复杂零件数控自动编程系统研究［J］.制造技术与机床，2010（3）：92-95.

中图分类号：TG659

文献标识码：A

文章编号：1003-5168（2016）02-0023-02

收稿日期：2016-01-25

作者简介：杜旭东（1969-），女，本科，一级实习指导教师，研究方向：数控车一体化教学与研究。

Research on Group Technology in NC Automatic Programming System for Complex Parts

Du Xudong1Liu Shiping2
（1.Zhengzhou Coal Mine Machine Manufacturing Technical School，Zhengzhou Henan 450013；2.Henan Polytechnic，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract:In view of the complexity of parts for diesel engine by CAPP/CAM technology implementation of NC programming,aiming at the problems of the corresponding,respectively,the hierarchical retrieval and processing template technology was adopt,and excavated and dealed with the similarity of CAPP/CAM tech⁃nology.In use of UG secondary development and SQL server database technology development,data program⁃ming system was acheved,and on the UG platform to develop a template and CAPP process matching and automatic data programming were achieved.

Keywords:NC programming；group technology；similarity