构建数控NC标准化     实现安全高效加工

模具NC加工是模具制造过程中非常重要的一个环节，也是企业重点投资的领域。数控加工对编程工程师和操作技师的要求很高，他们对保障NC加工的安全、效率、质量起着关键的作用。这类人员的缺工，将会带来以下四个隐患：

一） 现场操作人员的短缺导致机床加工的安全性保障不足，存在过切、撞机、断刀、弹刀等安全隐患。

二） 技术人员的频繁流动，造成了企业数控加工品质不稳定。

三） 新技术的缺失导致机床开动率偏低，制约了产能的增加。

四） 人力资源成本压力增加。

一、为什么可以构建NC标准化？

参与NC加工的要素主要有以下五部分组成：

1、 加工中心——机床转速、进给

2、 控制系统——发那科、西门子、海德汉、三菱等等

3、 切削刀具——球刀、平刀、牛鼻刀等等

4、 被切削材料——钢、铸铁、石墨、铜，是否热处理

5、 加工工序——粗加工、半精加工、精加工。

以上这些要素都是相对固定的，可以将之用数据库管理起来，形成标准化。

二、NCBrain如何构建NC标准化？

NCBrain的核心是结合每个公司的加工要素设定一个工艺数据库，包括机床信息、刀具信息、被加工件的材质信息以及公司积累多年的加工工艺。将编好的G代码转入到NCBrain后，自动调用数据库中的参数，结合软件的功能进行优化，从而实现标准化加工。

三、NCBrain如何实现NC加工安全化

1、自动增加局部刀路保证刀具安全

NCBrain软件可以自动判断当前程序残留毛坯的余量，在负荷切削处自动增加切削刀路，实现等负荷切削，有效防止刀具过载折断，降低刀具磨损。

优势：由于模具零件造型和切削工艺都比较复杂，所有工程师很关注把控加工中的每一个细节，加之编程软件自身存在一定的缺陷，所有加工过程中“断刀”现象难以避免，有了NCBrain的自动增加刀路技术可以大大降低工程师的程序检查时间，大幅提高刀具在加工过程中的安全。

2、进入拐角自动提前减速

优势：在进入拐角前，NCBrain会自动插入较低的F值，提前减速，保证拐角的加工质量，确保拐角部位不会过切。

3、拐角G1刀路圆弧化

    优势：针对一些老旧机床，NCBrain可以自动将拐角G1的代码转化为G2或G3的圆弧，使机床较为顺畅加工，提升拐角加工质量，减轻机床和刀具震动，延长机床和刀具的使用寿命。同时，程序容量大大降低。

四、NCBrain如何实现NC加工高效化和自动化？

1、根据切削载荷来自动调整进给以提高加工效率

目前，很多企业编程部门和加工部门是两个部门，编程部门下发的程序，很多情况下是需要操作工，根据实际加工状况及时的调整机床加工倍率，所以对操作工的经验和责任心要求较高。

NCBrain在优化加工程序时，会针对不同的切削负荷和加工形状，侦查当前刀具在每个刀位点上的切削负荷，并结合刀具切削数据库、机床性能数据库和毛坯材质数据库，自动对刀位点的进给进行调整、匹配，实现高效加工。

通过进给速度的自动调整，无需操作工现场调节，操作工只需安装工件、调整刀具，控制机床开关即可，这将大大降低对现场操作工水平的要求，实现1人多机的操作模式。

2、根据切削载荷自动删除空刀

NCBrain中的空刀分为两种，一种是在材料外的空切刀路，还有一种是负荷空刀，是指仅仅去除极少余量的刀路。这两种空刀，NCBrain都能进行删除，然后自动连接刀路。

    优势：合理的G0空间走刀可以有效提高加工中空行程的加工效率，但如果用户不清楚自身企业机床的G0运动特性，则会发生因G0运动而导致的撞机事故。NCBrain会结合机床的G0运动特性，在优化后的程序中，实现安全的增量抬刀和空间走刀，所以在降低抬刀高度的同时，保证了G0空间移动的安全，也节省了时间。

4、垂直进刀速度的合理化

优势：原始程序垂直进刀速度很快，操作工很难去控制好倍率，导致刀片崩刃，而长时间的停机状态，则影响了加工进程；NCBrain优化后自动调整下刀速度，在接近工件表面5mm处开始降速,下刀速度F1000，不需要手动去控制倍率，大大的提高了机器的开动率和加工效率。

5、降低刀具磨损，延长刀具寿命。

优势：NCBrain主要从三个方面降低刀具磨损：

1）在余量大的时候降速，余量小的时候加速，合理调整进给。

2）在拐角区域，采用走圆弧而不是走点逼近的方式，降低刀具震动，从而达到降低磨损目的。

3）在余量较大区域，自动增加刀路，缓解刀具切削载荷，避免刀具磨损较大或小直径刀具“断刀”现象发生。

五、NCBrain如何实现无人值守加工？

与很多公司交流后发现，虽然很多公司机床配备有刀库，但在刀具配全之后，却并没有完全将自动换刀使用起来。NCBrain可以支持将多条程序串刀处理，支持ATC自动换刀，并结合自身的程序优化技术，帮助企业实现无人值守加工，从而提高机床的开动率。

六、NCBrain优化后，程序理论加工时间和机床实际加工时间较为接近。

现状：模具厂通常采用UG NX，PowerMill等编程软件来估算加工时间，但往往这个预估的时间与实际加工的时间相差很远。常规的做法就是在CAM软件生成的理论时间上，加上一定的系数作为预估时间。

优势：NCBrain是通过设定数据库的方式来进行刀路优化的，其中就包含机床和刀具等参数设定，所以NCBrain算出的理论切削时间和实际机床的切削时间非常接近，为生产计划排产提供了准确的时间依据。

七、趋势——编程车间化

在过去的20年中，中国的模具厂是将编程室和车间操作完全分开的，所以一旦出现加工问题，就需要双方沟通、停机调整，这大大的制约了数控机床的开动率。而编程转移到车间现场后，这种发展障碍很快被消除了。

日本和韩国的模具企业一直采用现场编程方式——编程人员和操机人员合二为一。这使机械师获得了实施其加工方法的机会，这令他们感到非常满意。借助于NCBrain的智能优化系统，使得他们做出更好的现场决定，选择出最优化的加工方法，并及时地对加工方法进行修正。

八、小结

NCBrain具有非常成熟的优化技术，在韩国、日本的制造企业中已经被广泛的使用。目前，在国内用工紧缺的背景下，它也正在被更多的客户接受，帮助解决他们面临的生产现实问题。笔者希望能有更多的模具从业者，通过各种渠道与途径，了解NCBrain，并最终加入到软件使用行列。

链接：

2011年，NCBrain软件进入中国市场。十年的发展历程，可以总结为三个阶段：

第一阶段——雾里看花

2011-2013年，作为一个全新的国外软件，模具企业都不知道NCBrain能给企业带来什么价值。

第二阶段——锦上添花

2014-2018年，包括宁海模具协会、广东省机械模具促进协会、河北泊头冲压模具企业家协会等团体陆续组团赴韩国参观制模技术，对NCBrian软件有了一定的了解。通过实际加工测试，一些规模型制模企业（如常州华威、宁海第一注塑模具、方正模具、天汽模、深圳亿和、深圳凯达兴等）率先使用NCBrain，作为对现有工艺的补充和优化。

第三阶段——雪中送炭

2019-2021年，各类模具企业出现用工紧缺、利润降低等变化，导致更多的模具企业，加入到使用NCBrain软件的行列中。