車(chē)銑復(fù)合機(jī)床加工的關(guān)鍵技術(shù)（下）
車(chē)銑復(fù)合加工技術(shù)的發(fā)展，也對(duì)數(shù)控編程技術(shù)提出了更高的要求，這也是制約車(chē)銑復(fù)合加工設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中的一個(gè)瓶頸環(huán)節(jié)。由于車(chē)銑復(fù)合加工投入實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用時(shí)間較短，在沒(méi)有專業(yè)的復(fù)合加工解決方案的情況下，通常是利用通用CAM 軟件規(guī)劃出部分加工程序，然后工藝人員再對(duì)程序進(jìn)行手工整合，以滿足復(fù)合加工機(jī)床對(duì)加工程序的要求。這種解決方法對(duì)工藝人員的要求非常高。與傳統(tǒng)的數(shù)控編程技術(shù)相比，車(chē)銑復(fù)合加工的程序編制難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
（1）工藝種類(lèi)繁雜。對(duì)于工藝人員來(lái)說(shuō)，不僅要能掌握數(shù)控車(chē)削、多軸銑削、鉆孔等多種加工方式的編程方法，而且對(duì)于工序間的銜接與進(jìn)退刀方式需要準(zhǔn)確界定。因此在進(jìn)行數(shù)控編程時(shí)，需要對(duì)當(dāng)前工序加工完成后的工序模型和加工余量的分布有直觀的認(rèn)識(shí)，以便于下一道工序的程序編制和進(jìn)退刀的設(shè)置。
（2）程序編制過(guò)程中的串并行順序的確定必須嚴(yán)格按照工藝路線確定。許多零件在車(chē)銑復(fù)合加工中心上加工時(shí)可實(shí)現(xiàn)從毛料到成品的完整加工，因此加工程序的編制結(jié)果必須同工藝路線保持一致。同時(shí)，對(duì)于多通道并行加工也需要在數(shù)控加工程序編制的過(guò)程中進(jìn)行綜合考慮。可見(jiàn)，為實(shí)現(xiàn)高效的復(fù)合加工應(yīng)該發(fā)展工藝- 編程- 仿真一體化的工藝解決方案。
（3）對(duì)于車(chē)銑復(fù)合加工的某些功能，目前的通用CAM 軟件尚不支持。與常規(guī)單臺(tái)設(shè)備加工相比，車(chē)銑復(fù)合加工具備的機(jī)床運(yùn)動(dòng)和加工功能要復(fù)雜的多，目前的通用CAM 軟件尚不足以完全支持這些先進(jìn)功能的程序編制，如在線測(cè)量、鋸斷、自動(dòng)送料、尾座控制等。因此，利用通用CAM 軟件編制出來(lái)的程序仍然需要大量的手工或交互的方式才能應(yīng)用于自動(dòng)化的車(chē)銑復(fù)合加工。
（4）加工程序的整合。目前通用CAM 軟件編制完成后的NC 程序之間是相互獨(dú)立的，要實(shí)現(xiàn)車(chē)銑復(fù)合這樣復(fù)雜的自動(dòng)化完整加工，需要對(duì)這些獨(dú)立的加工程序進(jìn)行集成和整合。這種整合必須以零件的工藝路線為指導(dǎo)，首先確定出哪些程序是并行的，然后對(duì)不同工藝方法的加工順序進(jìn)行確定，并給出準(zhǔn)確的換刀、裝卡更換、基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化以及進(jìn)退刀指令等。
可以看出，車(chē)銑復(fù)合加工數(shù)控程序編制難度非常大，而目前的通用CAM 軟件用于車(chē)銑復(fù)合加工仍然存在很多缺陷和不足。為彌補(bǔ)這些不足，在現(xiàn)有通用CAD/CAM 軟件的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)適用于產(chǎn)品工藝和復(fù)合加工設(shè)備的專用編程系統(tǒng)是一種更為現(xiàn)實(shí)的解決方案。這一方面降低了軟件購(gòu)置的重復(fù)投資，同時(shí)也能避免由于編程平臺(tái)不統(tǒng)一而造成的工藝知識(shí)不能重用、人員配置復(fù)雜等缺陷。
3 車(chē)銑復(fù)合加工的后置處理技術(shù)
與數(shù)控編程技術(shù)相對(duì)應(yīng)，車(chē)銑復(fù)合加工由于工藝方法復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)部件多等原因，從而對(duì)目前的后置處理軟件及技術(shù)提出了更高的要求。與常規(guī)數(shù)控設(shè)備相比，其后置處理的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
（1）不同工序間的銜接運(yùn)動(dòng)要求嚴(yán)格準(zhǔn)確。由于在車(chē)銑復(fù)合設(shè)備上進(jìn)行的加工工藝種類(lèi)繁多，因此在當(dāng)前工序加工完成之后必須及時(shí)、準(zhǔn)確地完成加工方式、刀具、運(yùn)動(dòng)部件的自動(dòng)切換，以保證加工過(guò)程的正確和安全。為了達(dá)到這個(gè)目的，一方面要求設(shè)置合理的進(jìn)退刀方式以及自動(dòng)換刀、冷卻液開(kāi)和停的時(shí)機(jī)，另外更為重要的是在進(jìn)行當(dāng)前工序加工時(shí)需要設(shè)定其他非運(yùn)動(dòng)部件所處的位置。這樣才能避免機(jī)床在換刀和加工過(guò)程中運(yùn)動(dòng)部件與非運(yùn)動(dòng)部件之間的碰撞，確保加工過(guò)程安全穩(wěn)定。
（2）需要對(duì)工藝順序和數(shù)控程序進(jìn)行自動(dòng)判定。由于復(fù)合加工中工藝路線相對(duì)較長(zhǎng)，依靠人工去對(duì)后置完成后的NC 代碼進(jìn)行組織和集成不僅效率低而且也容易導(dǎo)致錯(cuò)誤的發(fā)生。理想的解決方法是在后置處理過(guò)程中能夠?qū)庸ろ樞蚝偷段晃募刑N(yùn)含的工藝方法進(jìn)行自動(dòng)判定，并能在后置處理完成后的NC 代碼中自動(dòng)保持。為此，數(shù)控編程完成后的刀位文件信息中不僅需要包含相應(yīng)的工藝方法、刀位信息，還需要包含對(duì)應(yīng)的加工順序、所采用的刀具種類(lèi)和編號(hào)，這樣才能在后置處理的過(guò)程中達(dá)到工藝順序、工藝方法和刀具的自動(dòng)判定。
（3）不同加工方式的后置處理技術(shù)。車(chē)銑復(fù)合加工的后置處理程序不僅要求能夠?qū)崿F(xiàn)多軸數(shù)控銑削、車(chē)削、鉆削加工的后置處理，還要能夠?qū)崿F(xiàn)鋸斷、自動(dòng)進(jìn)料、尾座控制以及程序循環(huán)調(diào)用等功能，車(chē)銑復(fù)合加工的后置處理算法基本上囊括了現(xiàn)有數(shù)控加工所有工藝種類(lèi)的后置處理方法，并且還要能夠?qū)崿F(xiàn)不同加工方式之間的無(wú)縫集成和運(yùn)動(dòng)銜接。
（4）控制系統(tǒng)先進(jìn)功能的充分利用。目前用于車(chē)銑復(fù)合加工中心的數(shù)控系統(tǒng)都是非常先進(jìn)的控制系統(tǒng)，如藍(lán)牙裝備采用的葦杭系統(tǒng)（ReedSail）系統(tǒng)、西門(mén)子系統(tǒng)。這些先進(jìn)的控制系統(tǒng)大都具備進(jìn)給自動(dòng)優(yōu)化、刀矢平滑、前瞻以及高速、高精度插補(bǔ)等先進(jìn)功能。因此，必須要將這些先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的功能反映在后置處理階段完成的加工代碼中的合適位置，才能實(shí)現(xiàn)車(chē)銑復(fù)合加工設(shè)備效能的充分利用。
（5）非切削功能的處理和調(diào)用。復(fù)合加工機(jī)床除了具備車(chē)、銑、鉆、鏜等切削功能外，還具備在各工序之間過(guò)渡所需的非切削功能，如自動(dòng)送料、卸料、主軸對(duì)接、尾座控制等。在后置處理中需要將這些功能作為一個(gè)公用模塊供程序調(diào)用，調(diào)用的順序和時(shí)機(jī)需要根據(jù)工藝路線來(lái)確定。這些功能目前的后置處理軟件尚不能提供。
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