數控加工中的程序編制有很多手段，簡單程序可以通過手工計算并輸入控制系統，復雜的外形或型面可以通過CAM軟件來完成。這里我們暫且不去討論采用何種編程方式來獲得加工程序。我們從另外一個角度來探討一下，加工程序是否應該有個標準?在生產中，我們管理和應用這些加工程序時經常會遇到的問題，以及如何解決他們。

　　我們這里首選提出一個概念——數控加工程序的標準化。這里所說的“標準化”并不是簡單地定義加工程序的格式。而是指編制加工程序過程中，相關切削參數的設定、刀具的選用和刀具切削軌跡設計思路的標準化。我們為什么會有數控加工程序標準化這個想法呢?讓我們來看一下在數控加工過程中，哪些環節經常重復出現，而且容易出錯，那么這些環節就是我們進行標準化的著眼點。對于工藝流程最簡單的工件來說，完成數控加工需要圖1中的過程。

　　當加工程序編制完成后，圖中所有環節的每個細節都必須與加工程序的要求一致，每個細節的疏忽都可能帶來災難性的結果。例如，在毛坯裝夾過程中的夾緊位置與方式、壓板螺栓的尺寸、毛坯尺寸的誤差、刀具的尺寸參數與刀具在刀庫中的位置、加工原點的設置、加工程序的名稱、加工過程中的刀具引導、切削參數和初始終止位置的設定等。我們無法絕對避免錯誤的產生，但是我們可以找到一個穩妥的方式，盡量減小錯誤發生的概率。現在我們看到只要把這些環節設定成一個標準，操作工人就有了規律可以遵循，出錯的概率就可以大大降低。這些環節的標準化設定依賴于加工程序的支持，因此我們有了將加工程序標準化的想法，與此同時，加工程序的標準化也就有了指導方向。

　　現在我們了解到了加工程序標準化的目的，那么在實際生產中需要標準化的環節，一旦制定下來一些執行的標準，我們如何來實現它們呢?一般情況下，我們可以制定一個盡可能詳細的企業標準，然后以文件的形式下達到生產車間和相關科室，并要求機床操作人員嚴格按照標準來操作設備，同時要求編程人員嚴格地按照標準編寫加工程序。車間的機床操作人員相對來說比較容易接受這種方式，因為標準化的操作流程不僅可以減輕勞動強度，而且可以降低操作風險。但是對于編程人員來說，他們首先需要考慮的是加工工藝流程以及可能出現的問題和解決方法，一些“可靈活處置”的內容往往按照自己的習慣隨意設置。尤其對于手工編程人員來說，往往會挑最簡單最方便的方式來處理這些“可靈活處置”的問題。如果按照指定的標準來編寫加工程序，等于將某些“可靈活處置”的問題限定了處理方式，無形中增加了他們需要思考處理的內容，增加了工作量。因此，推行起來會有較大的難度，而且這種依靠人腦思考處理的問題，很容易出現疏忽。這也是手工編程無法逾越的障礙，因此我們推薦使用CAM輔助編程軟件，但是并不是任意一個CAM軟件都能很好地處理這樣的問題。最好選擇具有二次開發和自定義功能的CAM軟件，將企業標準貫徹到軟件平臺中。這樣，編程人員無須每時每刻都要去翻閱文件，參照企業標準中的條條框框來約束自己的編程思路。而生產車間的操作人員只需按照標準文件的要求，進行生產即可。

　　下面我們就用幾個事例來進一步地闡述，在加工程序標準化這個題目中所包含的一些內容以及在CAM軟件中的解決方式。一方面為大家提供了一些加工程序標準化的思路。另一方面使大家初步了解了如何在CAM軟件中定制這些編程過程需要標準化的內容。

　　工件的裝夾

　　除了定制的工裝設備之外，大部分的通用工裝都已經標準化了，只要企業在采購時按需引進即可。對于最常用的螺栓壓板來說，企業盡可能地使用統一標準。類別越少越容易管理。我們在管理這類工具的同時，這類工具的信息也應該讓編程人員共享。編程人員在設計刀具路徑時,就可以將夾具形狀和裝夾方式考慮進去，同時操作人員須要按照標準規范安裝工件，不僅可以減少刀具與夾具的干涉，同時可以提高加工效率。我們以板料加工為例，壓板以及螺栓都可以按標準選擇。同時夾緊位置可以事先規定好一個標準，例如長邊200mm間距安裝、短邊100mm間距安裝，刀具始終從長邊起始處進退刀等。甚至可以將夾具與機床都建立起3D數學模型，組成一個工裝設備數據庫。在CAM環境下，編程人員可以很清楚地了解工件的裝夾狀態。操作人員也可以按制定的標準安裝工件。Edgecam中，無縫集成的數據接口，可以同時加載任何CAD構建的3D模型甚至是裝配模型(圖2)。為創造一個真實的編程環境提供了數據保障，同時也為企業及上下游相關單位提供了一個可無縫集成的數據平臺。尤其對已經實施或即將實施PDM/ERP的企業來說，不用擔心在CAM環節出現數據不兼容的現象。

　　圖2 Edgecam中，無縫集成的數據接口，可以同時加載任何CAD構建的3D模型甚至是裝配模型

　　刀具的選擇與編號

　　刀具的選擇一般來說有兩個原則，一是加工效率最高原則;二是刀具成本最低原則。在滿足這兩個原則的基礎上，刀具的選擇還是具有相當的靈活性的，那么還應該遵循哪些條件呢?編程人員在考慮這個問題時，更需要了解企業現有的刀具資源狀況，因此企業要有一個完整的、唯一的、即時更新的刀具數據庫，該數據庫不僅向編程人員開放，而且面向車間開放。編程人員在選擇刀具時可以在刀具庫中查找可用的刀具，同時保證了設備操作人員在機床的刀具庫中也可以找到相應的刀具。編程人員在設計刀路過程中，選定的刀具可按照直徑(從大到小)或長度(從長到短)來設置刀具編號，這樣操作人員準備刀具時就可以有規律可以遵循。Edgecam提供SQL為平臺的刀具數據庫，并可以設置成網絡刀具庫，并為不同的使用人員設置權限，不僅方便維護和管理，同時還可以與編程環境相關聯(圖3)。

　　圖3 Edgecam提供SQL為平臺的刀具數據庫，并可以設置成網絡刀具庫

　　原點定義

　　編程原點原則上最好與零件的設計原點重合，這樣可以減少累積誤差，但是在實際加工中，工件在初始毛坯狀態下，往往很不容易找出設計原點位置，為了方便對刀，經常由編程人員指定一個原點位置，這樣隨意性就很大。例如，在定義Z原點時，如果把Z原點都定義在工件下表面(機床工作臺或墊塊的上表面)，就是一個非常好的選擇，程序判讀起來不僅容易(在這種情況下Z值永遠為正，如果出現負值肯定是錯誤的)，而且很容易被人們接受，這樣形成一個制度，并貫徹執行下去就很簡單。在編程軟件中，調整原點是個很簡單的操作，Edgecam還特別提供了“自動對齊”功能，只需要鼠標點擊一下Z原點的平面即可自動調整工件的位置(圖4)。即使已經生成刀具軌跡，也可以重新移動原點位置，刀具路徑會自動更新。

　　圖4 Edgecam的“自動對齊”功能，只需要鼠標點擊一下Z原點的平面即可自動調整工件的位置

　　與生成刀具路徑相關的參數

　　刀具的導入導出距離和角度一般與刀具的尺寸相關，同時夾具的位置也是需要考慮的因素，結合前面所講的裝夾位置的標準，我們同樣可以設定統一的導入導出條件。至于切削用量，例如刀具的軸向和徑向切削深度，我們可以參照刀具直徑設定。進給、轉數來源于刀具數據庫(刀具庫中可以提供一些專家數據供選擇)，刀具路徑的連接方式和安全距離等都可以在加工策略中固定下來，在編程時只需要關注主要參數即可，其他的參數都可而以事先設定好一個標準值。而以上這些都可以在Edgecam中實現。

　　在Edgecam中有兩種方式可以實現這樣的功能，第一種方式比較簡單，利用Edgecam提供的成組加工方法，需要設置的加工參數比較簡單，一些有共性的參數，如安全距離、連接方式、導入導出的角度與距離等都可以事先在系統中統一設定，而且編程操作也很簡單。

　　圖5 加工策略文件實際上是一個流程圖

　　另外一種方法就是利用Edgecam提供的二次開發工具——策略管理器。這是一個定制加工策略的工具，可以將Edgecam現有的加工策略進行任意組合，將模型特征參數、刀具參數和項目管理相關參數等所有內容以恒定值或變量的方式固定在加工策略中。在實際編程過程中，只需要對被加工模型的特征應用相關的策略文件即可。

　　加工策略文件實際上是一個流程圖，每個被加工特征依次通過流程圖中設定的節點，根據節點內容計算刀具路徑(圖5)。構成每個節點的基本單元是瀏覽器中可看到的每一個“進程”，這些進程可在Edgecam中復制出來，它可以是一個加工方法，也可以是多個加工方法的組合體。其中的判斷節點尤其重要，是加工策略的靈魂所在，它賦予加工策略生命。一個加工策略可以制定的很簡單，也可以很復雜;加工策略還可以像子程序一樣被另外一個加工策略調用。實際上，通過嵌套的方式來實現，如此一來，加工策略這個工具的能力可以得到無限的放大。在最理想的情況下，車間中所有的加工相關數據都可以定制在加工策略中，所有的零件都可以通過一個加工策略生成加工程序，當然，如果要實現這個目標，需要做很多細致的工作。那么在日常使用中，我們可以制定出多個適合車間使用的加工策略，針對不同的加工零件特征使用這些加工策略，待有效的加工策略積累到一定程度再將其串聯起來，實現更智能化的編程。那時我們編程人員的工作將變得極其輕松。

　　數控編程標準化的目的是為了將加工中的可變因素盡可能地統一起來，實現的手段有很多，但是選擇一個既省時又省力的工具可以事半功倍。如果這種標準化的工作能夠做到盡量的完美，企業在生產管理方面不僅可以節省資源，而且可以減少失誤。更值得企業關注的是，這樣的標準化模式很容易在擴大生產規模時進行復制或在合作伙伴中進行推廣。同時，企業現有的專家數據也有利于傳承下來，作為構成企業核心競爭力的技術資本。