数控加工新技术MachineDNA应用探讨

　　数控机床在中国制造业迅速普及，数控编程技术也同步进展；从应用现状分析，数控加工效率、安全性仍然存在较多瓶颈，全自动的数控加工中心一定程度上变成了“半自动”，对于大多数企业来说，数控的优势充分体现在可以无干预的长时间工作，至于加工效率难于进行评价和评测，如果相对于非数控机床，通常效率有提高；对于一般数控加工和高效数控加工效率评价方式缺乏参照，对数控加工高效潜力挖掘较弱，本文基于Delcam先进制造技术和工艺，对数控编程和加工效率潜力空间，列举大量试验数据，结合公司最新专利技术和Vortex技术，以大幅提高数控加工效率的方式、方法展开论述；旨在引导数控加工领域对提高加工质量的同时，能够获得较高的效率提升；使制造型企业能够运用高效加工先进制造技术，形成知识积累。

　　什么是 MachineDNA ?

　　MachineDNA是英国Delcam公司开发，并获得最新国际专利的一项数控编程技术，该技术是目前CAM系统中，把数控机床“DNA信息”植入编程软件的CAM系统，同时也是行业首创；下面把MachineDNA的原理和形成机制进行分析和阐述；

　　第一个问题，什么是MachineDNA？很显然MachineDNA中的DNA是借用遗传学中的名词遗传基因的原意，同样用到DNA复制、遗传密码、遗传信息传递的中心法则，提取数控机床DNA传递到CAM软件，CAM软件根据此机床的DNA信息，生成最适合这台机床的数控加工代码；

　　第二个问题如何获得机床的MachineDNA信息，首先由Delcam Powermill生成一个特别的机床DNA提取NC代码，在机床上按照程序规定运行，获得机床规定数量的速度段在机床不同的运动状态和因素下，如：在直线运行、不同直径圆弧、最小点相应时间、曲线、机床前瞻功能、加减速参数、加速曲线、减速曲线等综合综合工况数据，生成数控机床的MachineDNA数据信息文件；

　　第三个问题， MachineDNA程序的特征和运用，作为Delcam开发的一项独特加工技术，CAM系统根据提取的MachineDNA数据，自动设定最有效的摆线尺寸，优化点分布，自动进行圆弧和直线变换、速度处理， MachineDNA 结合Vortex技术,可最大限度地发挥加工机床的潜能。

　　根据数控机床运动机理，不同的数控系统存在一些差异，原理包括数字脉冲相乘法插补原理、逐点比较法插补原理、最小偏差法、数字积分法、目标点跟踪法、单步追踪法、高次曲线插补原理、加密判别和双判别插补原理、插补方法的实际应用、插补器的信息输入、插补运算的控制、偏差计算公式的实现；通过不同的方式把电信号、脉冲信号转化为位移信号，数控系统的运行，依赖CAM系统提供的CNC指令，这些指令由点信息和运动指令构成；在点分布原则方面，有非常广阔的研究空间；例如：采用ISO代码，编写一段圆弧程序：

　　G02 X60 Z50 R20 F2000

　　那么，数控系统在执行这段代码时，并不执行F2000的速度，统常减少到设定值的70%运行，不同的系统有一定差异，对一个包含圆弧（曲线）运动的数控加工程序，程序点的处理方式通常包含以下几种情况：

　　1、采用正常几何节点和圆弧指令编程：

　　2、公差逼近圆弧编程

　　3、均匀点分布

　　对于以上三种情况，以相同的几何尺寸在DMU160P进行测试分析，程序打开相应的高速优化（前瞻功能），通过测试效率以公差逼近运行效率最高，但数控机床运动过程中都存在不同程度的减速，试验中测试的系统和测试速度如下，限于篇幅试验数据不进行罗列，关于设备、系统和切削速度，如下所示：

　　Machine = DMG DMU160P
　　Feedrate = 10000mm/min
　　Control = HEIDENHAIN IT530