前言 激光加工技術(shù)是目前發(fā)展迅速的新興科學(xué)技術(shù)，在國內(nèi)已逐漸進入到工業(yè)制造的各個領(lǐng)域，尤其在汽車行業(yè)，激光焊接/切割、激光熱處理、激光打標(biāo)等技術(shù)能大幅度提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，國內(nèi)汽車行業(yè)現(xiàn)在正加速發(fā)展，為激光技術(shù)應(yīng)用提供了廣闊的市場。激光切割技術(shù)是用激光巨大的能量直接聚焦到切割零件表面，產(chǎn)生足以使被切割材料溶化甚至汽化的溫度，再輔以噴射氣體吹化，從而達(dá)到分離材料的目的。與傳統(tǒng)的板材加工方法相比，激光切割具有以下優(yōu)勢:切割質(zhì)量高，切割切口狹窄(0.1～1.0)，無毛口，變形��；切割效率高，切割為非接觸加工，切割緊密排列，可節(jié)省20%～30%的材料，并且一次成形；切割速度快，用2kW的CO2切割2mm厚的低碳鋼板，其速度可達(dá)10m/min；柔性高，可切割任意形狀、尺寸的板材，尤其適合多品種、小批量的板材切割；范圍廣，可以切割眾多的金屬和非金屬，目前還應(yīng)用于三維曲面加工。 激光加工業(yè)在國外已具有相當(dāng)規(guī)模，其中切割加工占整個產(chǎn)業(yè)的60%，成為標(biāo)準(zhǔn)的加工工藝，在國內(nèi)已有幾家切割機生產(chǎn)廠家生產(chǎn)各種切割機，由于切割機在國內(nèi)還處在起步階段，所以有關(guān)激光切割的工藝數(shù)據(jù)和各種資料越來越多，但如何有效利用和管理這些工藝數(shù)據(jù)和參數(shù)是目前國內(nèi)激光加工領(lǐng)域的一個應(yīng)用課題。本文以企業(yè)生產(chǎn)激光切割機為基礎(chǔ)，提出建立激光加工工藝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以建立完善的激光切割加工的CAPP系統(tǒng)，并為以后建立智能激光加工CAPP系統(tǒng)打基礎(chǔ)。 1　系統(tǒng)總體設(shè)計 通過對切割機的工藝系統(tǒng)設(shè)計研究，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，分為主模塊、系統(tǒng)管理模塊、標(biāo)準(zhǔn)工藝模塊、標(biāo)準(zhǔn)工藝庫管理模塊、工藝編制模塊、工藝管理模塊。結(jié)構(gòu)如圖1。系統(tǒng)采用VC++6 0開發(fā)，用MSSQLserver2000作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)工藝設(shè)計需要，信息內(nèi)容分為系統(tǒng)管理信息、工藝管理信息，分別建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、標(biāo)準(zhǔn)工藝庫、工藝數(shù)據(jù)庫等，實際使用時用戶可以根據(jù)需要通過相應(yīng)模塊對數(shù)據(jù)庫進行修改和更新，系統(tǒng)是開放式的，未來可以根據(jù)需要增加智能選擇模塊。人機交換界面都按照Windows風(fēng)格設(shè)計，符合設(shè)計人員習(xí)慣。

2　系統(tǒng)的實現(xiàn) 2.1　主模塊設(shè)計 主模塊主要顯示系統(tǒng)的主操作面，采用VC++6 0提供的多重文檔界面，提供了條和菜單等，可以同時顯示多個窗體，用戶進入后可以方便進入各個子模塊，可以選擇多任務(wù)，打開多個窗口同時操作。 2.2　系統(tǒng)管理模塊 該模塊下有用戶權(quán)限管理、數(shù)據(jù)庫管理和信息通訊接口3個模塊。 (1) 用戶權(quán)限管理。為確保企業(yè)工藝數(shù)據(jù)的安全性，一般對用戶的權(quán)限進行劃分，系統(tǒng)設(shè)置了系統(tǒng)管理員、項目主管、普通用戶三個等級，系統(tǒng)管理員享有最高權(quán)限，可以增減用戶、賦予和修改用戶權(quán)限對所有的數(shù)據(jù)和功能進行操作，項目主管可以對部分?jǐn)?shù)據(jù)庫功能進行操作，而普通用戶只能瀏覽獲得數(shù)據(jù)。 (2)數(shù)據(jù)庫管理。為維護管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)庫進行添加、刪除和修改，完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出，定時備份數(shù)據(jù)庫。 (3)信息通訊接口。該模塊是系統(tǒng)與其他應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)接口，可以通過專用接口，把由Word、Excel表格中內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)庫中，也可以提取CAD相關(guān)信息為制定工藝提取原始的資料。 2.3　標(biāo)準(zhǔn)工藝庫管理模塊 標(biāo)準(zhǔn)工藝庫模塊提供了實現(xiàn)激光加工所使用的一些基本參數(shù)�？梢赃M行標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)的錄入，系統(tǒng)管理員和項目主管可以進行參數(shù)的修改和刪除。隨著數(shù)據(jù)庫內(nèi)容不斷填充，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中工藝切割參數(shù)會大量增加，數(shù)據(jù)庫容量的加大，為今后成為國內(nèi)激光切割加工提供標(biāo)準(zhǔn)工藝。 (1)激光切割方式。有激光溶化切割、激光火焰切割、激光汽化切割，根據(jù)切割機理的不同分別應(yīng)用不同材料。例如火焰切割速度比溶化切割快，但切割面切口由于溫度影響比溶化切割差，適用于大批量、切割面要求不太高的結(jié)構(gòu)鋼。 (2) 加工工藝參數(shù)。這一部分是加工的重點參數(shù)，它包括材料參數(shù)、激光參數(shù)、加工氣體參數(shù)和軸運動參數(shù)，它是整個工藝庫中的核心數(shù)據(jù)。這部分?jǐn)?shù)據(jù)一方面來源于切割機設(shè)備本身的組成要求，另外就是要進行大量的工藝參數(shù)試驗來獲得數(shù)據(jù)。在重要的材料參數(shù)中，數(shù)據(jù)庫建立了包括金屬板材和非金屬板材的切割工藝參數(shù)表。材料的工藝參數(shù)設(shè)置在如圖2所示的界面進行。激光切割機數(shù)據(jù)圖示，所選的是2mm碳鋼，根據(jù)材料參數(shù)選擇激光參數(shù)、加工氣體參數(shù)、軸運動參數(shù)。

(3)常用加工方法。對于常見的加工提供標(biāo)準(zhǔn)的激光加工方法，例如穿孔、碳鋼的起切和結(jié)束切、拐角的加工等。數(shù)據(jù)庫都提供加工所采用激光模式、切割方法、切割參數(shù)。 (4)工藝參數(shù)檢測。這一部分專門針對加工結(jié)果不理想時，工藝數(shù)據(jù)庫提供相關(guān)的問題可能性，操作者可以輸入相關(guān)問題，查詢出現(xiàn)問題的原因。該功能可以擴展成為智能服務(wù)系統(tǒng)。 2.4　工藝編制模塊 該模塊主要是工藝的編制、修改和刪除。模塊提供的激光加工工藝編制卡是一種模板方式，編制時調(diào)用模板，然后填寫相關(guān)工藝內(nèi)容，也可從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)進行填寫，這樣形成了標(biāo)準(zhǔn)工藝。系統(tǒng)管理員可以利用工藝修改功能提出工藝卡，修改工藝卡中內(nèi)容并保存。也可刪除已建立的工藝卡。用戶可以用標(biāo)準(zhǔn)工藝做藍(lán)本，然后修改達(dá)到自己所需要的工藝，保存后就生成一個新工藝。 2.5　工藝管理模塊 工藝編制完以后，通常要進行一系列的審核和審批手續(xù)。模塊提供了工藝審核功能，按照公司的加工工藝審核規(guī)程，由系統(tǒng)管理員對編制好的工藝完成審核和審批功能，同時將編制好的工藝輸入到系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)庫中。模塊還提供工藝查詢、統(tǒng)計匯總和輸出功能。用戶可以查詢已經(jīng)編制好的工藝卡，通過選擇可以得到不同統(tǒng)計信息，輸出功能可以得到編制的工藝卡等。 3　總結(jié) 設(shè)計的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個以激光切割加工為條件的CAPP系統(tǒng)，能夠為激光加工提供完整的切割加工特性和數(shù)據(jù)，并為今后大規(guī)模采用激光技術(shù)時提供成熟的激光加工工藝參數(shù)，同時為智能化CAPP提供原始工藝基礎(chǔ)。