随着自动化以及信息化技术的飞速发展，模具企业也要从传统加工向无人化加工转变，这一变革向编程技术提出了新的要求，本文探讨了无人化模具加工编程技术。

模具企业对无人化加工的变革对编程技术提出了新的要求，原先依靠现场操作人员识别的东西，要在程序编制环节解决。由传统加工向无人化加工的转变，看似只是向前迈出简单的一步，但实际却是整个加工流程的变革，主要体现在以下3方面：传统数控加工更多关注程序加工结果，而无人化加工既注重加工结果又关注过程，加工过程中刀具受力必须要稳定，受力过大或变化易造成刀具损坏，刀具损坏而又无人值守是很危险的；自动换刀对刀具长度的判断必须准确，一旦刀长不够使机床头发生干涉碰撞，就属重大事故了，任何加工都要坚决杜绝；程序代码必须可靠，不能有过切、加工错漏等问题发生，这也与编程软件的可靠性紧密相关。

编程工艺改进对无人化加工的影响

图1所示为采用传统一刀切的方式对工件进行加工，这种方式需要操作者在加工时根据切削反馈实时对加工快慢进行干预，一旦出现异常立刻停机处理，无法满足无人化加工要求。图2所示为工艺改进后的层切程序，此程序吃刀力小，加工状态连续稳定，并能抵消毛坯横向变形对加工不确定性的影响，原理上运用了小扭力吃刀快进给的特点进行加工，为中高速加工。这种加工方式还具有以下3点优势：

1.单位功率的金属去除率能提高30%，而切削力降低了90%。传统加工时挡墙高度为20mm，加工参数为F120、S200，而层切加工时每层切深1mm，加工参数为F3000、S1000，因此，加工效能提升了 （F3000/20-F120）/100=30%；并且切削力也因层切而远低于刀具所能承受的切削力，而使加工状态稳定，规避了刀具损坏后还在继续切削的现象发生。

2.如图3所示，从现场加工试验发现，层切时切屑从机体上高速飞出，能带走大部分的切削热，工件热应力变形小；并且转速的提高使切削系统的工作频率远离机床的固有频率，使工件的表面质量和几何精度有了很大提高。

3.如图4所示，层切加工时对挡墙、导板和安装面通常只使用一把牛鼻刀完成全部的开粗加工，刀具更换减少，机床加工的不连续得到了有效解决，人员干预减少也使因操作失误而导致的质量事故有所下降。

加工工艺单改进对无人化加工的影响

传统加工工艺指示单不能提供刀长和加工时间等信息，已无法满足自动化加工的要求，我们对此问题作出了以下两点改进：

1.加工刀长的标注

车间加工时，相同直径的刀具通常有多种不同的长度类型，使用长刀加工效率低，而使用短刀加工效率虽高，但却有可能会发生碰撞干涉。要进行无人化加工，在编程阶段必须考虑刀具长度够不够，机床头干涉与否，否则，就会带来重大安全隐患。解决方案是：利用WorkNC软件根据数据计算安全刀长的功能，将车间目前加工使用的所有刀具、刀柄及机床附件头的尺寸数据（见图5）收集整理，并建立形成刀具数据库。编程时调用数据库中的数据，预留合适的毛坯变形余量，使用毛坯碰撞检测功能，计算得出程序对应的安全刀长。

将刀长数据标注到下发的工艺单中（见图6），操作者只需根据此刀长数据选用刀具，既可保证无人化加工的安全。

2.程序执行时间的准确标注

对于无人值守的加工，操作者需要对程序的执行时间有一个准确的判断，根据加工时间来确定是否需要中间更换刀片，更应防止机床执行完了没人管的现象发生。改进措施是：现场跟踪并收集车间不同刀具实际的加工参数，主要指切削进给率、切削转速、下刀速率及快进速率，将收集到的参数设置在编程软件中（见图7），加工试验验证，以确定最佳的加工参数并形成模板，根据设置的参数计算出程序的执行时间，标注到程序工艺单中。操作者根据此数据能对无人值守的时间有所把控，也便于车间对生产进度的有效控制。

编程软件对程序可靠性的影响

使用传统的编程软件进行编程时程序的可靠性难以控制，主要体现在以下几点：软件对数模及加工体要求高，经常出现加工过切现象；没有模板化编程，程序的优劣与编程者的经验密切相关；层切实不可靠，且实现困难，常有内部扎刀现象发生。

我们的无人化加工以WorkNC编程软件作为依托（图8所示为其程序的效果界面，程序开发时，可以使用模板做出风格统一的程序），WorkNC作为专业的编程软件，在程序生成内核上保证了其可靠性，承诺绝没有过切现象；在复杂形面开粗及模具结构面的加工中，能轻松实现可靠的层切加工；形面加工可使用驱动线技术分编立面和平缓面的程序，更能减缓刀具在线速度增大时的磨损。

结语

无人化加工是一个系统工程，关键在编程环节控制上，包括层切加工工艺方式的使用、程序工艺单的完善以及编程软件的选用，都至关重要。同时，无人化加工的深入开展，还需要许多相关技术的支撑，比如白光扫描见毛坯技术和在线监测技术等。只有全面分析加工过程中的各个环节，把可能出现的隐患都规避掉，才会顺利开展好无人化加工。