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          CNC編程的新面孔
          (時間:來源:易想商務信息中心 時間:2008/12/28 19:27:16)  

                  創建一個CNC可使用的產品數據模型的工作計劃正在慢慢向前推進,但同時CAM軟件的進展將使得編程員的工作效能異常有效而非多余。
                  
                  CNC編程人員在做什么呢?最主要的是他們要確保機床即將執行的零件加工程序能成功地做出合格的零件。他們運用他們通過實踐獲得的知識和判斷來選擇有利于CAD軟件正確工作的要素。CNC編程員是填補間隙者。
                  
                  這些間隙的存在是因為設計系統在這點上還不成熟,他們還不能提供機床自動加工程序所需的所有數字信息。簡而言之,CNC編程員了解其他人不知道的情況。那就是他們知道在此時此地在該機床上加工這個零件的最佳途徑。
                  
                  因為CNC編程員在應用這種知識時非常實際,他們在機加工中的角色可能像是短暫的逗留?雌饋砉驹谕顿Y硬件和軟件工具以幫助他們的編程員的生產率最大化方面做得很好。
                  
                  CAM軟件開發商正在使CNC編程功能更有效率、自動化程度更高方面快步前進。這些進展中最重要的部分包括:
                  
                  ◆基于知識的系統—捕捉工廠加工技術的優先選擇和最佳操作的知識庫、查詢表和數據庫。
                  
                  ◆專用的算法—設計用于滿足某種應用的特殊編程要求的程序和計算公式。最大化粗加工程序的各種選項就是部分的應用案例。用生成專用刀具路徑的算法以獲得高速加工時很好的表面粗糙度則是其它的應用。
                  
                  ◆特征識別—基于相關幾何元素集來識別加工特征的能力。對于孔和型腔已經取得最多的進步。
                  
                  ◆校驗—栩栩如生的顯示預覽了已編程的刀具運動,它用于可能的碰撞、過量的空切、多個軸的同步和其它決定零件程序效率因素等的可視檢測。
                  
                  ◆最優化—基于代表工件材料特性、刀具性能和精度要求、給定工件幾何約束的數值來尋求進給量最大化的軟件特征。
                  
                  CAM開發商將繼續在這些和其它的軟件前沿取得進步,在CNC程序輸出方面為工廠提供顯著的生產率提高。
                  
                  但是CAM距離實現自動化還有多遠?CNC編程活動何時能完全自動化、徹底繞過編程員的輸入?它知道如何排除涉及到CNC編程員帶來的柔性和獨特的專長嗎?
                  
                  對于很多加工操作,編程員的貢獻代表了公司競爭優勢的一個關鍵部分。另一方面,CNC編程也是一個瓶頸和薄弱環節。流失一個CNC編程員能嚴重地影響生產流程。同樣地,人的介入對一致性、數據文件的互換性和加工工序的轉用能力產生消極影響。
                  N-STEPPlanner有助于組織從零件文
          件導出的信息,所以能得到一個用于

                  繞過編程員
                  
                  實現CNC編程完全自動化的最有雄心的成果就是STEPNC,它是STEP(產品模型數據交換標準)的延伸。STEPNC的意圖是使得產品模型數據能直接輸入到CNC機床。它消除了刀具路徑的獨立文件和G代碼、M代碼作為機床指令的使用。它還使得后處理變成多余。
                  
                  STEP是規定產品數字信息的一種中性數據格式的國際標準。它使得這種數據能在不同的和其它不兼容的計算機平臺之間進行共享和交換。STEPNC對關于CNC加工的信息如何增加到代表STEP產品模型的零件進行標準化。通過使用STEPNC來捕捉關于加工零件的后續步驟的指令,這個零件的“生產能力”將不會受某一品牌的控制單元、編程系統或后處理器的可用性的影響。
                  
                  STEPNC的完全實施將需要機床配備定制的特殊CNC軟件。這個軟件使得CNC能直接地翻譯STEP-NC數據并且無需傳統的G代碼程序就能使用該信息加工零件。有了STEPNC,加工零件所需的所有數據都包含在一個AP-238文件內。在ISOSTEP標準中,STEPNC被指定為AP-238。它是一種“應用協議”,相關于某特定行業或類別的產品(譬如在這里指加工的零件)的一個定義集。
                  
                  這個方法與傳統的方法相反,傳統方法關于加工零件的數字信息與傳統的M代碼和G代碼(RS274D)數據相關聯。這個信息可能僅屬于一個外部的供應商,如承包零件加工的加工車間。
                  
                  同樣地,該數據可能是有效的,只要車間擁有用于生成程序的原配或兼容的資源。例如,如果CAM軟件不再支持、機床或它的控制單元被更換,這些資源的改變很可能在產品的生命周期終止之前發生,因此危及被加工零件的有效性對于產品是關鍵的。
                  
                  當完全實施時,STEPNC將使得“藝術到零件”的加工變為現實。不幸的是,業界的實施是參差不齊的。并沒有很多CAD/CAM軟件開發商或機床控制制造商熱心地采用該理念。結果,沒有足夠多的商業產品提供實施STEPNC所需的“臨界質量”。
                  
                  無論STEPNC是否被廣泛采用,產品模型數據庫將最終出借給某些CNC機床的直接輸入格式看起來是不可避免的,而且對于許多運營于全球合作制造環境的公司來說,這個選項將證明是經濟性好的。
                  
                  數字化地獲得步調一致的零件輸出
                  
                  鑒于STEPNC把關于CNC加工的信息如何能被添加到用數字STEP產品模型表示的零件進行標準化,正在開發的N-STEP能把包含在加工和制造中的信息捕捉到一個STEP兼容的格式中。這個開端既說明了實施數據可交換性標準的緊迫性和復雜性。它也表明了為什么市場阻力不斷地妨礙這種促進CNC編程完全自動化的標準的實施。
                  
                  N-STEP是國家自動化中心的產品數據交換標準的縮寫。NAC是美國軍隊坦克自動化和武裝指揮部(TACOM)的一部分。N-STEP發布后,軍方能更迅速地制造維修和替換零件,使得用于戰場部署的裝備保持可用性。因為這種裝備中有很多在原先的設計和制造時只有藍圖或2DCAD文件的設計數據,完全數字化表示的這種信息是提供不出的。那意味著不能進行電子傳送或用于加工操作的輸入,如CNC機床的編程。
                  
                  N-STEP是一種能使用戶捕捉完整和明確的產品數據的軟件產品套裝,它具有制造特征、尺寸和精度、材料標注和特性(硬度、邊面粗糙度等等)以及在一個單一的、有內在相關性的文件中的其它數據。這個文件遵循定義加工特征和加工操作的STEPAP224和203所指定的格式。N-STEP是一個實施STEP的軍用程序,N-STEP不是ISO標準開發計劃的一部分。
                  
                  N-STEP軟件套裝是由南卡羅來納研究機構創建的。該軟件通常需要在許可證協議下進行使用。它有三個主要的模塊。
                  
                  N-STEP的Translator模塊把來自圖紙或CAD文件的數據放入一個能確保原始信息被正確翻譯的電子格式。在這個模塊中,一系列菜單詢問用戶有關零件的屬性和重要特征。除非所有這些問題都被回答而且不確定性或沖突都被解決,Translator模塊將不會讓用戶繼續下去。因此,當應用后續程序時,沒有信息是缺失的或不可靠的。
                  
                  N-STEP的Validator模塊被用于手動校驗由N-STEPTranslator模塊所生成文件的正確性。它顯示產品模型,所以用戶能檢查每個特征并對照傳統數據進行檢查信息。任何作物或遺漏被匯編到一個發送給合適的人選以便更改或澄清的報告中。
                  
                  N-STEP的ProcessPlanner模塊是利用針對生成加工個體的零件或組件所需的書面詳細工藝計劃的系統、一致的規律性的應用程序。時間估算、成本和程序意圖都進入到該數據庫。這個數據可被用于報價。通過這個模塊生成的工藝計劃用于提高CNC程序員輸入到CAM程序包以生成CNC零件加工程序的效率。達到這個程度,它消除了猜測和多余的計劃步驟,它帶來了明顯的節約。
                  
                  經濟性好的CAM軟件
                  
                  隨著產品模型數據庫變得更完善和更標準化,CNC編程或動將變得自動化的程度更高。有時候CNC編程可能會完全不需要。但是多數制造商將選擇為有經驗的CNC編程員保留某些決策功能。他們的介入將在柔性和最優化方面為制造商提供優勢。因為現有的商業化CAM軟件使這個輸入具有很高的自動化和效率,這個方法將在可預見的將來保持活力。

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