浅谈钣金编程自动化

何少锋，广州广日电梯工业有限公司，工艺员，助理工程师，主要从事钣金工艺研究、新产品试制、技改项目和程序编写与调试。

随着钣金行业的不断发展，钣金设备的不断更新，传统手工编程无法适应“工业4.0”的发展浪潮，严重制约行业的发展。传统手工编程流程繁杂，所有流程皆需人工干预，若需提高产品数量，必须通过增员增配来解决，无法从根本上提升编程效率。当前，计算机技术的不断发展，编程工艺也发生着翻天覆地的变化。编程软件不断更新和改良，未来可实现程序自动化编译，达到提高企业生产效率的目的。程序自动化编译不仅能提高生产效率、节约用人成本，同时为钣金实现自动化生产提供支持，最终实现智能工厂。

问题的提出

我司现阶段钣金程序编制的流程是通过查看生产计划任务单，人工筛选、核对、确定编程任务，打印相应的钣金图纸，对于需要折弯成形的零件，我们需要根据该零件板厚所对应的折弯系数，对零件的展开尺寸进行计算，输出钣金零件展开图，通过编程软件编译加工程序，并发送车间进行生产。在这过程中，不仅对编程人员的专业素质要求较高，且程序质量也难保证。现编程软件在图纸转换过程中暂时还是无法直接从三维转为二维，展开图直接导入软件自动套料编译。该编程流程还需浪费大量时间由人工进行图纸展开计算、修复图纸和编程走刀操作。这样的编程方式不仅编程效率低，并且无法有效地自动排版、优化冲压和切割工艺，实现程序优化。现阶段钣金编程流程如图1所示。

图1 钣金编程流程图

由以上流程可以看出，倘若需完成一个新程序的编写，耗时约为15分钟。其中人工参与的数据核对、零件展开与程序编译等环节影响编程效率的提高。现阶段低效的编程模式不仅影响生产效率，还制约公司的发展。

问题的分析

基于目前的编程流程，编程效率低不仅受人工参与环节的影响，还受电脑配置、编程软件等硬软件配置的影响。考虑所有影响因素后，绘制鱼骨图如图2所示。

图2 编程效率影响因素分析

方案策略

拟定改善目标

根据上述问题分析，拟定以下几项目标：⑴减少筛选任务时间；⑵减少计算展开尺寸和绘制展开图时间；⑶人工编程步骤利用智能软件代替。

为了实现这些拟定的目标，现提出利用LANTEK编程系统进行程序自动化编译，取代人工编程的思路。

零件图的展开

现今，产品设计大部分都采用三维设计形成参数化。LANTEK编程系统集合SolidWorks/SolidEdge/Pro-E/UG等三维软件接口，自动完成零件图的展开。零件展开时只要设定好折弯扣除系数以及相关尺寸参数，就能直接进行零件三维转二维。继而，通过人工添加工艺数据表与零件展开图搭建成加工数据库。这样，不仅能解决零件展开问题，还为程序自动编译建立基础。

任务筛选与零件的套料

程序编译自动化（LANTEK）是通过建立零件数据库与ERP系统数据对接完成的。编程系统将自动装载来自ERP的生产订单信息，同时读取零件库中的零件信息，然后自动完成套料、生产设备加工程序。这过程中无需手动导入生产加工信息，系统将自动完成Excel上生产加工信息。通过自动加载就能实现任务自动筛选和套料。在零件套料编程效率的问题上，系统可以对所有零件展开图纸进行批量修复，避免因展开图出现断点、重复线等无法编程的问题。

激光编程时，LANTEK系统通过系统自动对切割路径的优化和减少穿孔次数来实现整体切割效率的提升。系统还可以通过选择增加共边切割、零件间搭桥减少穿孔次数、自动判断切割头抬头次数和避免经过已切割的轮廓等来提升切割加工效率。继而，LANTEK系统在数控冲套料编程提升效率方面也有独特的优化方案。LANTEK系统支持快速批量的自动配刀，对多种零件无需逐一打开进行单独配刀。为了在冲压过程中提升实际冲压效率，系统必须优化刀具的使用顺序，从而减少转塔旋转次数和合理的走刀路径，来保证生产加工的效率提升，而且系统根据导入的零件按照材料、厚度和加工设备的不同自动分类，然后自动完成最佳套料结果。

LANTEK系统不仅能实现多种设备程序的套料编译，更能批量优化加工路径，提升加工效率，节省加工时间，实现自动套料，自动编译输出最优最高效的生产加工程序。根据上述分析，我们利用智能系统LANTEK代替人工参与环节实现程序自动化编制，建立新的流程图如图3所示。

图3 自动编程流程图

根据该预想流程，编程人员只需对程序进行维护，无需再进行展开计算与程序编译。现在完成一个新的程序编写，耗时约为2分钟，效率提高86.6%，且更能保证编程质量。

效益改善

通过应用专业编程系统统一了编程，简化了编程步骤，并采用先进的排版功能提高了板材利用率，提高了编程效率，为企业带来了巨大的经济效益。专业编程系统实施前后情况对比如表1所示。

表1 效果对比表

结束语

在社会经济的推动和加工效率的驱使下，钣金程序自动化逐渐成为钣金加工领域的核心技术。它指导着钣金加工步骤逐渐从繁琐到简洁、钣金加工效率从低效到高效、钣金加工数据从离散走向整体的过程。在未来的十几年里，钣金程序自动化编制将逐渐全面取代传统的钣金编程方式，钣金加工也正式进入全自动化加工的时代。

——节选自《钣金与制作》2017年第12期