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(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)各種切割機(jī)，由于切割機(jī)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(jī)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(jì)

通過對切割機(jī)的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，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)平臺，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(jì)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(shí)際使用時(shí)用戶可以根據(jù)需要通過相應(yīng)模塊對數(shù)據(jù)庫進(jìn)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(jī)交換界面都按照Windows風(fēng)格設(shè)計(jì)，符合設(shè)計(jì)人員習(xí)慣。

2　系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1　主模塊設(shè)計(jì)

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，提供了工具條和菜單等，可以同時(shí)顯示多個窗體，用戶進(jìn)入后可以方便進(jìn)入各個子模塊，可以選擇多任務(wù)，打開多個窗口同時(shí)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(jìn)行劃分，系統(tǒng)設(shè)置了系統(tǒng)管理員、項(xiàng)目主管、普通用戶三個等級，系統(tǒng)管理員享有zui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(jìn)行操作，項(xiàng)目主管可以對部分?jǐn)?shù)據(jù)庫功能進(jìn)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(hù)管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行添加、刪除和修改，完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和導(dǎo)出，定時(shí)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(shí)現(xiàn)激光加工所使用的一些基本參數(shù)。可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)的錄入，系統(tǒng)管理員和項(xiàng)目主管可以進(jìn)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(jī)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(diǎn)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(yùn)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(jī)設(shè)備本身的組成要求，另外就是要進(jìn)行大量的工藝參數(shù)試驗(yàn)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(jìn)行。激光切割機(jī)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(yùn)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(shí)，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(kuò)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(jì)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(jì)信息，輸出功能可以得到編制的工藝卡等。

3　總結(jié)

設(shè)計(jì)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?yàn)榧す饧庸ぬ峁┩暾那懈罴庸ぬ匦院蛿?shù)據(jù)，并為今后大規(guī)模采用激光技術(shù)時(shí)提供成熟的激光加工工藝參數(shù)，同時(shí)為智能化CAPP提供原始工藝基礎(chǔ)。