復(fù)雜零件數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)中的成組技術(shù)研究

杜旭東　劉世平（.鄭州煤礦機(jī)械制造技工學(xué)校，河南　鄭州　45003；.河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南　鄭州　450000）

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復(fù)雜零件數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)中的成組技術(shù)研究

杜旭東1劉世平2
（1.鄭州煤礦機(jī)械制造技工學(xué)校，河南鄭州450013；2.河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南鄭州450000）

摘要：針對復(fù)雜性柴油零件，采用CAPP/CAM技術(shù)實(shí)行數(shù)控編程，針對相應(yīng)的問題，分別采取有限級的分級檢索和加工模板技術(shù)，并挖掘和處理了CAPP/CAM技術(shù)的相似性。在使用UG二次開發(fā)以及SQL server數(shù)據(jù)庫技術(shù)的開發(fā)中實(shí)現(xiàn)制定數(shù)據(jù)編程系統(tǒng)，針對CAPP/CAM技術(shù)實(shí)現(xiàn)對相似性的挖掘與利用，并且實(shí)現(xiàn)了對UG平臺上的模板制定和CAPP工藝的匹配以及數(shù)據(jù)自動(dòng)編程。

關(guān)鍵詞：數(shù)控編程；成組技術(shù)；相似性

隨著我國工業(yè)制造業(yè)的不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)中的零件生產(chǎn)要求也在相應(yīng)提升，抓住良好的發(fā)展機(jī)遇，滿足并適應(yīng)市場需求，生產(chǎn)出高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械零件是現(xiàn)代制造技術(shù)中的關(guān)鍵。數(shù)字化制造技術(shù)屬于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化中的重要元素，運(yùn)用該技術(shù)可以有效提升企業(yè)的制造水平和競爭能力，有著十分重要的作用。因此，企業(yè)陸續(xù)引入了CAD/CAPP/CAM技術(shù)，但實(shí)際應(yīng)用效果并不理想，導(dǎo)致該種現(xiàn)象的主要因素為，當(dāng)前多數(shù)企業(yè)使用的通用型CAM系統(tǒng)中缺乏專用性，以及CAPP信息共享性與互動(dòng)性，進(jìn)而出現(xiàn)了大量重復(fù)性勞動(dòng)，降低了生產(chǎn)效率［1］。怎樣提升數(shù)字化制造技術(shù)，成為生產(chǎn)企業(yè)密切關(guān)注的重點(diǎn)，許多國家都在以CAD/CAPP/CAM技術(shù)為基礎(chǔ)開展相應(yīng)的研究，并以這一技術(shù)為課題開展了大量的科學(xué)研發(fā)。

1　數(shù)控編程參數(shù)設(shè)定

數(shù)控編程的對象是CAD的模型，同時(shí)還在CAPP中提供工藝信息發(fā)揮一定的指導(dǎo)作用，并在CAM中生成編程操作。此過程是保證整個(gè)程序聯(lián)系緊密的關(guān)鍵，其中涉及多個(gè)設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)，存在著大量的重復(fù)利用信息。例如，對于某船只的柴油機(jī)生產(chǎn)工藝的相似性，利用通用型CAM實(shí)行編程可以突出這一部分的相似性，這代表著CNC工程師需設(shè)施更多重復(fù)參數(shù)，造成勞動(dòng)的浪費(fèi)，且引起大量的重復(fù)性勞動(dòng)，嚴(yán)重削弱了工作效率。

2　數(shù)控編程中的相似性

為了有效提升企業(yè)中數(shù)控編程的效率，針對數(shù)控編程中的相似性進(jìn)行不斷的挖掘與處理十分重要。主要涉及的手段有分析編程參數(shù)、適當(dāng)拆分CAPP/CAM的集成環(huán)境，對編程參數(shù)進(jìn)行重組，以上都是數(shù)據(jù)編程內(nèi)部、成組數(shù)據(jù)原理的重要應(yīng)用步驟。

2.1CAPP相似性具體的手段

挖掘CAPP系統(tǒng)中全部信息，實(shí)現(xiàn)其潛在價(jià)值對CAM服務(wù)是該類問題研究的重點(diǎn)。將相似性工藝作為編程操作的依據(jù)等情況下，同樣會出現(xiàn)相似性問題，文章提出了制定優(yōu)先級的分級檢索，有效挖掘了CAPP中相似性工藝信息，在計(jì)算途徑下得出相似度，這些相似性信息可以成為編程工程的參考內(nèi)容，其十分有利于編程工程是將相似度作為依據(jù)，對加工模板進(jìn)行挑選。具體選擇過程如下。

2.1.1選擇樣本。選擇CAPP工藝信息樣本內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)候選檢索樣本集的構(gòu)造：

式中，hi代表了集合H的屬性，hi對應(yīng)的值是特征值，如H={刀具，S，F(xiàn)，機(jī)床}，將14m龍門銑作為機(jī)床，銑刀盤刀具的直徑數(shù)值為330mm，S：200r/min，F(xiàn)：600mm/min，刀具、F、機(jī)床、S叫做集合H屬性，龍門銑長度為14m，銑刀盤直徑是330mm，特征值：200r/min、600mm/min。

結(jié)合每一道工序的詳細(xì)情況，選出m個(gè)檢索樣本，這些樣本主要來自候選檢索標(biāo)本中，這些樣本最終可以生成檢索樣本集：

2.1.2優(yōu)先級的確定，矩陣檢索的評判。樣本集中每個(gè)樣本的優(yōu)先級設(shè)定：

式中的di代表了第i個(gè)樣本的有限級別。

檢索評判矩陣P的建立：

式中，pij代表的是樣本ci和優(yōu)先級di為對應(yīng)關(guān)系，ci設(shè)為di，pij=1；則有pij=0。

2.1.3執(zhí)行檢索。以檢索矩陣對應(yīng)關(guān)系為主要依據(jù)，檢索CAPP工藝信息庫內(nèi)部的相應(yīng)工藝信息，若最終檢索結(jié)果為空，那就需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)改編成和自身情況進(jìn)行相互結(jié)合，隨后對優(yōu)先級別順序進(jìn)行設(shè)定，并實(shí)行自動(dòng)修正，將當(dāng)前的最低級去掉，對檢索評判矩陣進(jìn)行重新建立，隨后依據(jù)全新檢索評判矩陣進(jìn)行檢索，按照檢索策略，檢索出了與相關(guān)信息存在吻合性的工藝信息。

2.1.4提取結(jié)果樣本集。R={r1，r2，……，rm}。對比集合R和幾何C，兩個(gè)幾何的屬性特征值相同的情況下，vi=1，否則會有vi=0。

2.1.5計(jì)算相似度。相似度計(jì)算方法為：

2.2相似工藝信息和加工模板

對工藝參數(shù)和操作參數(shù)采取一定的拼接手段，最終成為具有全面性的編程參數(shù)。并在該基礎(chǔ)上對有限分級檢索進(jìn)行利用，將相似度實(shí)現(xiàn)計(jì)算得出，并選擇和濕度最高的且具有匹配性的模板工藝，將模板和最新工藝之間達(dá)到匹配狀態(tài)，則會出現(xiàn)新的映射關(guān)系。加工模板與工藝信息相互匹配，需要在創(chuàng)建全新的編程數(shù)據(jù)下，針對CAM系統(tǒng)中的內(nèi)容對加工特征進(jìn)行選擇，促進(jìn)數(shù)據(jù)刀具軌跡以最快速度生成，減少重復(fù)性勞動(dòng)，并且可以有效提高編程效率。

3　開發(fā)成組技術(shù)上的編程系統(tǒng)

3.1編程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

編程系統(tǒng)的基礎(chǔ)是CAPP/CAM，對系統(tǒng)中存在的相似性信息進(jìn)行有效挖掘，將船用柴油機(jī)復(fù)雜零件作為對象，對其工藝內(nèi)容進(jìn)行具體分析，將企業(yè)的生存現(xiàn)狀作為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的生產(chǎn)要求，借助UG平臺系統(tǒng)功能，開發(fā)二次技術(shù)和SQLserver數(shù)據(jù)庫，或是開發(fā)船用柴油復(fù)雜零件自動(dòng)編程系統(tǒng)。

3.2實(shí)例分析介紹

復(fù)雜零件自動(dòng)編程系統(tǒng)中的相似性數(shù)控編程具有重要價(jià)值。例如，在柴油機(jī)機(jī)架平面的數(shù)據(jù)編程操作當(dāng)中，首先要利用有限檢索策略，實(shí)現(xiàn)對加工信息的檢索。最終的檢索結(jié)果中會出現(xiàn)機(jī)座平面中存在高度相似性；隨后，匹配了加工模板后，實(shí)行機(jī)架平面重組，以及工藝參數(shù)和機(jī)座上平面模板參數(shù)的吻合，避免出現(xiàn)步進(jìn)和步退設(shè)置中存在較大銑削參數(shù)重復(fù)性設(shè)置。

4　小結(jié)

數(shù)控編程相似性信息挖掘、處理技術(shù)等方面研究還需深入開展，當(dāng)前的相似性編程處理只能針對單一環(huán)節(jié)，無法有效提升數(shù)據(jù)編程效率。本文以成組技術(shù)為依據(jù)，實(shí)行連續(xù)性挖掘與利用CAPP/CAM中相似信息，增強(qiáng)系統(tǒng)之間的聯(lián)系性，有效提升集成度，并降低數(shù)據(jù)編程勞動(dòng)重復(fù)性。結(jié)合UG二次開發(fā)技術(shù)，保證柴油機(jī)復(fù)雜零件編程達(dá)到快速、高效、自動(dòng)化生產(chǎn)效果。并在隨后借助實(shí)例對提升企業(yè)數(shù)控編程技術(shù)價(jià)值進(jìn)行研究。由于編程存在廣泛性和復(fù)雜性，對檢索效率的提升和變成工程的經(jīng)驗(yàn)知識獲得與總結(jié)等還需深入研究，并且在研究中不斷完善系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］張勝文，張瑞國，賈維，等.基于成組技術(shù)的復(fù)雜零件數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)研究［J］.制造技術(shù)與機(jī)床，2010（3）：92-95.

中圖分類號：TG659

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0023-02

收稿日期：2016-01-25

作者簡介：杜旭東（1969-），女，本科，一級實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，研究方向：數(shù)控車一體化教學(xué)與研究。

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