数控编程系统的智能化

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1、数控编程系统的智能化

2、第1在制造业信息化的领域中，传统的机械加工正在向数字化、智能化方向发展，这是制造行业进行信息化改造的必经之路。完全实现机械加工的智能化，还需要很长的时间，但是目标必须明确，并坚定地走下去，理想才能变成现实。企业进行信息化的最终目的是为了提高生产率获取更多的利润，智能加工是提高生产效率的有效手段。智能加工包括控制系统的智能化、编程系统的智能化等诸多方面，这里我们主要来讨论编程系统的智能化。一、什么是数控编程系统的智能化在数控加工飞速发展的今天，包括数控机床及控制系统在内的硬件设备日益更新。无论在何种数控设备中，控制系统就像人类的大脑一样，

3、起着极其重要的支配作用。但是，目前的控制系统还是通过NC代码来传递、识别和控制加工信息，NC代码需要软件平台的支撑，因此数控编程系统就这样伴随着控制系统的发展而发展。智能化已经成为控制系统发展的明确目标；控制系统的智能化可以给数控设备带来高效和高质量的同时，还提供了更方便更人性化的操作界面及操作方法；数控编程系统作为NC代码的产生平台，也象控制系统一样有着自己独立的发展轨迹，数控编程系统的智能化也是人们在这个领域内不断最求的崇高目标之一。数控编程系统在智能化方向的发展时，应该具有如下几个特点：首先该系统应该能够根据工件的数学模型，提供合理的工艺解决方案。这就

4、要求其至少具有一定的识别能力，能够识别出工件的各种模型结构信息。然后要有一定的判断和分析能力，配以强大的专家系统来完成这些工作；其次，该系统应该具有更多的自动工作选项，最大限度的简化操作过程。此外，作为智能数控编程系统应该具有更广泛的适应性，不仅能够适应各种类型零件的加工编程需要，更应该满足各种各样的数控硬件设备（或控制系统）的需要。二、数控编程系统智能化的前提当前，国外公司在控制系统和编程软件系统的智能化发展方面都取得了一定的成绩，智能化的目的是为了提高数控加工的效率和质量；。智能化的数控编程系统除了应该具有简化编程操作、广泛的适应性之外，还有一个非常重要

5、的用途，就是提供可靠的安全加工保障，因此提高数控加工的安全性也是智能化非常重要的一个方面。数控编程系统的智能化并不是一蹴而就的，在数控编程系统发展的初期由于各方面的原因，智能化还只能是可望而不可及的目标。那么，是什么阻碍了数控编程系统在智能化方向的发展呢？答案是"数学模型"，数学模型作为编程系统工作的目标和对象，它所包含的信息量将直接决定了智能化的程度，就像人类大脑所掌握的知识量决定了人类发展的各个阶段一样。另外，数学模型所包含的信息在这个加工过程中的传递的方式也会对数控编程系统的智能化有很大的影响。数学模型的发展从线框模型到曲面模型再到现在常用的实体模型，

6、不同类型的模型结构在描述同一个物体时，它所能表述出来的信息容量是不同的。例如在表达一个正六面体结构的数学模型中，线框模型只能通过线框来表达边的信息。在曲面模型中，人们可以表达出来各个面上的信息，当然也包括了线框模型所包含的所有边的信息。如果用实体模型来表达模型信息，不仅边和面的信息可以包含在模型中，而且实体内部的结构信息也可以包含在模型中。另外模型信息在整个制造过程中的传递方式也将影响智能化的程度，例如从设计环境（CAD环境）到编程环境（CAM环境）；从编程环境（CAM环境）到控制系统的过程中，传递信息的有效性也将对整个智能加工起到很大的影响。首先，来看看C

7、AD环境到CAM环境下数学模型信息的传递对加工编程的影响。在CAD/CAM发展的初期，甚至现在，很多的产品模型被设计出来以后，经常要通过一些转换格式（如IGES等）传递到CAM环境下进行编程操作。众所周知，这种转换将会产生一定的信息丢失，在CAM环境下，因为很多的特征信息及其特征参数在转化过程中都丢失了，这些丢失的信息将不能被CAM平台所利用。因此只有根本的保障模型数据在传递过程中完整性，才有可能进行更多的智能化操作。所以，市场上的一些CAD/CAM一体化软件的出现就是为了从根本上解决这个问题。很多的独立的CAM平台也通过与CAD软件供应商之间的合作解决了数

8、据传递的问题，为智能化奠定了良好基础。其次，在分析一下从CAM到控制系统的过程中，信息的传递对智能加工的影响。现在几乎所有的编程系统与控制系统之间都是通过G代码传递加工信息的。G代码充其量不过百十来个，因此能够表达的信息量是有限的。目前国际上已经制定出了一套全新的模型标准-STEPNC数学模型，将来无论是编程系统还是控制系统都可以直接读取这种数学模型并识别其中所包含的零件的工艺信息和结构信息。彻底的避免了模型在传递过程中的丢失。而且在此模型结构的基础上，可以实现更多的智能化。不过在未来的一段时间内，G代码还将是我们唯一的选择。三、当前数控编程系统智能化实现的

9、程度目前实体模型结构基础上，数控编程系统已经实现了部