当汽车覆盖件模具的面向对象数控编程技术

汽车覆盖件模具的面向对象数控编程技术

随着汽车工业的发展，汽车车身造型的不断更新，大量的车身内外覆盖件及加强板、连接板等金属冲压件的模具也要随之更新，汽车覆盖件模具是汽车车身生产的重要工艺装备，其主要特点是尺寸大，工作型面复杂，一般多为自由曲面，尺寸精度和表面粗糙度均要求较高。因此对汽车模具的制造质量和周期提出了更高的要求。数控编程是模具制造中的重要环节之一，对模具质量的好坏和周期的长短起着重要作用。

以UG、Pro/ENGINEER、CATIA等为代表的商用CAD/CAE/CAM一体化软件，为汽车行业提供了从设计到制造以及相关过程的一系列的技术支持，但就其根本来说仍属于通用CAD/CAM软件。如何将其强大的功能和企业自身的特点结合起来，将企业自身的经验和专业知识融入其中，使其具备集成性和智能性，以提高设计和制造的效率，是企业面临的实际问题。本文通过UG/API、GRIP以及VC++等工具，利用面向对象技术，对汽车覆盖件模具的数控编程进行了二次开发，开发出适合于汽车覆盖件模具的数控编程系统。

二、传统的NC编程方法及其缺点

汽车覆盖件模具的特点决定了NC编程的复杂性。一般来讲，一套模具的加工需要数十个NC程序来完成。传统的编程方法（如图１所示），是一个过程式编程，对于每一个NC编程操作都要经过这一流程，即使有时仅仅修改其中的一个参数。因此造成设定参数的过程较为繁琐。另外，计算机生成刀位轨迹需要占用一定的时间，一般约占编程时间的30%以上，这样也影响了编程效率和程序的质量。

图１ 传统的NC编程方法流程图

三、面向对象技术在NC编程中的宝马采取上述措施应用

1.面向对象的参数定义

在本文讲述的编程系统中，把类和对象的概念引入到参数定义中。各类或对象之间具有层次关系，各层自上向下有继承的特性。通过类的继承可以派生一个类，在派生类中不但可以添加新的成员，而且可以通过函数覆盖来修改其基类，使之更易于使用。如图２所示，在汽车覆盖件模具类A中定义了汽车覆盖件模具的共有参数和特征。拉深模类B1是由A中派生出来的，它继承了A类的所有参数和特征，同时在B1类中定义了拉深模的共有参数和特征，同理向下派生。

图2 汽车覆盖件模具的分类

2.参数定义的基本形式

class 拉深模具: public 汽车覆盖件模具

{

private:

Ls_Parameters Par; //参数

bool GetQicheParameters( ); //复制父类参数

bool SetQicheParameters( );//修改父类参数

…

public:

virtual bool SetLsSampleMode( ); //定义加工模板

virtual bool SetLsParameters( ); //设置参数

…

};

3.对象的产生

（1）对象 一般情况下，一个实例就是一个对象，在NC编程中，一个生成NC程序的操作是一个对象。

（2）作业 一个作业可以是一个加工工序、一个部位或一个部件,如下模和上模等，甚至包括一套模具的NC编程过程。

在一个作业中，根据作业的属性特征，从其相应的类资源派生出一个用户定义类并通过人机交互界面修正定义本次作业的此段产生截面缩短参数和特征。因此这个用户定义类已经确定了完成本次作业的大部分参数。再从这一类中产生若干个对象来完成最后的参数设置。

4.关联参数的自动设置

在NC编程中，许多参数是相互3.如果不是上述缘由引发的故障关联的，也就是说当其中的一个或几个参数确定以后，其它与之关联的参数也就确定了。在NC系统中用数学关系式描述这种关联，以达到减少人工设置参数个数的目的。

5.自动批处理生成CLSF

CLSF为刀位轨源文件。将设置好参数的一个或多个作业传送到CLSF生成器中，批处理生成并保存CLSF及相关信息。这部分工作程序自动完成，可实现无人化，运行时间大多安排在下班以后，对提高效率很有帮助。

图3 程序框图

6.后处理的自动批处理生成

后处理为利用CLSF刀轨源文件生成NC程序的过程。CLSF文件经过整理、组合，传送到后处理器中，批处理生成并保存NC程序及相关信息。

四、优点

1.有了参数的继承性和关联参数的程序计算，使得人工设置参数的数到要通过严格的测试才能投入使用量进一步减少，简化了编程操作，同时减少了人为造成的偶然错误。

2.程序的自动批处理生成，大大提高了编程效率。

3.可实现流水线作业。后序可通过继承性获得前序信息，经过操作处理完成本序再传入下序。

4.可与CAPP系统集成。

五、加工实例

以汽车前围板横梁拉深模上模的型面加工（如图4所示）为例，介绍一下自动NC编程的基本过程。从图4中可以看出前围板横梁是一个尺寸较大，型面复杂的产品。在实际编程中，用了11个边界参数将型面分为11个加工部位。这11个加工部位除了边界参数及边界参数的关联参数不同外，其余的参数完全相同。基本过程如下所述。

1． 参数定义

☆ 从拉深模上模类中派生出一个用户类。

☆ 在用户类中定义型面数据、产品基准、产品料厚和加工模板等信息。

☆ 在用户类中循环产生11个对象并加入边界参数，使每个对象对应一个加工部位。

☆ 用户定义参数完成，关联参数由程序自动生成。行间距、切削方向、切削方式和切削速度等参数是