基于NX CAM智能化编程技术实施应用

一、问题的提出

    近年来，随着科技的进步，机械产品的制造向加工精度精密化、加工效率高速化、加工尺寸极限化、加工过程智能化以及加工环境绿色化方向发展。机械加工的发展趋势是零件结构更加复杂、材料更先进、设备性能更高，对交付时间、价格和质量的要求更加苛刻。在这种情况下，如何提高编程人员的数控程序编制应用水平、达到数控程序编制高质量和高效率的标准，如何提高数控设备的利用率、降低数控机床的安全性隐患成为制造企业面临的现实问题。同时，数控加工技术作为先进制造技术的关键技术之一，如何更广泛和深入地应用成为制造企业加工过程中亟待解决的重大研究课题。

    数控加工中的关键环节包括：数控机床、加工刀具、控制系统、数控程序编制（CAM）系统以及数控程序编程技巧等，如图1所示。只有这些环节的有机配合，才能充分发挥数控加工的优势，提高数控设备的效率。

    由图1可以看出，企业在引进了数控设备和选用高效刀具的基础上，还需要采用先进的加工技术（如高速加工、多轴加工以及车铣复合等）、有效的数据通讯（如DNC）以及完善的数控加工程序编制系统，才能充分发挥数控设备的能力。

图1 数控加工的关键环节

二、NX CAM智能体系结构

    NX CAM是一基于过程的智能制造系统，其体系结构如图2所示。在这一体系结构中，输入的是加工零件的模型数据，包括零件的几何模型及属性，以及毛坯模型等。输出的是经过后置处理的NC加工代码、数控加工指导书等。中央是以刀具、机床等为资源库，以操作模板、方式模板等为知识库，两库共同支撑的面向过程的智能加工系统，它提供加工编程处理、加工过程模型管理、加工模拟仿真以及加工环境管理等功能。这一体系结构为企业数控加工经验的获取与重用，以及数控加工程序编制的自动化提供了基础，确保了编程的效率与质量。

图2 NX CAM的智能体系结构

    这一体系结构的优势如下:

    （1）用户知识的获取和重用。用户的知识可以通过库的形式集成到软件中，从而将软件与用户的实际要求紧密集合起来，实现用户知识的获取和重用。

    （2）提高了数控编程的效率。用户可以把以往的经验集成到软件中，从而避免了加工参数的重复输入，提高了编程效率。特别是基于这一体系结构的加工过程向导，能引导用户一步一步完成数控加工程序的编制，不仅大大提高了编程效率，而且降低了对编程人员的技能要求，提高了编程质量和加工程序的标准化。

    （3）提高了数控编程的质量。该体系结构可以将经过实际验证的经验融入软件，从而保证了编程的质量。同时该体系结构可以保证输出与输入具有相关性，从而保证了数据的一致性，确保了质量。

    （4）提高了数控编程的标准化。该体系结构可以使不同的人员按照同一模式来进行零件的数控程序的编制，使得不同的人员对同一零件编制出来的程序具有一致性，从而有助于实现数控程序编制的标准化。