数控切割机图形交互及编译处理
 
    在面向金属材料切割加工应用需求中，数控切割机作为目前市场主流设备，其加工质量、切割效率等诸多优势是十分明显的，在过去的十多年时间里，企业用于切割下料加工的设备经过了手工切割、半自动切割、仿形切割并最终升级成为数控切割，最为直观的表现莫过于操作方式的简便以及操作难度的降低，从一个更为专业的角度来看，这也就是所谓的人机交互系统的升级。本文将主要就数控切割机控制系统图形交互处理及编译工作中所需要注意到的一些问题予以整理说明。
 
一、数控切割机图形编译处理
    数控切割机的工作原理是依据提供的切割图样轨迹行走实现切割加工，在所有的切割图形轨迹上可以简单归纳成为两类线段：直线段和曲线段。那么上述两类切割线段的处理体现在数控切割机的加工处理上是否一样呢？或者换句话来说，如果我们采用同样的图形编译方式，针对上述两类线段的数控切割机加工质量和效果是否一致？
    对此，我们通过无数次的实践发现，数控切割机针对上述情况的加工效果是不一样的。
    当然，这也是为什么不少购买了数控切割机设备的用户在实际生产应用中，所切割出来的工件质量高低不一，精度有好有坏的关键之一。
    这里，我们首先提出一个数控切割机的“割缝补偿”概念，其实谈到割缝补偿大家都不陌生，也就是大家经常说到的刀补以上一样。“割缝补偿”这一说法源于火焰数控切割机。随着科技的发展，等离子数控切割机、激光数控切割机、水刀数控切割机等一系列切割产品应运而生，但它们都有一个共同的缺点，就是在切割过程中，切割下来的工件尺寸会比实际画图的尺寸要小1mm，为了解决这一问题，于是“割缝补偿”就起到了至关重要的作用。
    目前使用最广泛的各种数控切割机加工方式中：火焰、等离子、激光、水射流（水刀）、线切割机械等在切割时，根据数控指令切割所行走的轨迹路线是理论尺寸，实际切割下来尺寸会存在一点偏移，这是因为切割时存在割缝，割缝是切割时损耗的部分，因此如果不进行几何尺寸补偿，实际切割下来的零件尺寸外轮廓部分长度方向会变小内轮廓尺寸会变大（双边刚好相差割缝宽度，单边相差割缝的一半）。
    在零件加工时，为了弥补割缝损耗造成的尺寸差异，需要在数控切割机的图形编译处理上设置几何尺寸的补偿，补偿分软件补偿和数控系统补偿两种，它们的最终目的就是让切割机行走的轨迹偏移，使切割产生割缝损耗后形成的尺寸刚好等于编程绘图的尺寸。这样用套料软件就能轻松解决了。套料软件在编程时软件补偿只要输入编程参数（补偿半径），在生成数控代码时几何尺寸根据内外轮廓自动进行偏移。（注意只有封闭轮廓才可以补偿）在数控代码中还可以生成偏移指令（左补偿、右补偿、关闭补偿三种指令，例如G41G42G40），这样数控系统根据补偿偏置方向还可以继续补偿。如果软件补偿量设为0，则不产生补偿，但补偿指令还是存在，切割时可以通过数控系统补偿。
    在实际操作中，针对数控切割机的割缝补偿问题我们也归纳出一些值得注意的细节，这里我们归纳出来与大家分享。
     1. 设置了数控切割机软件补偿以后一般不需要在数控系统上补偿，否则补偿重复尺寸就又会出现偏差了。但如果软件补偿在切割下来后尺寸还差一点，可以通过数控系统再补偿。
 　  2. 如果通过数控切割机系统补偿，则应在软件中把补偿量设为零。
 　  3. 如果不能确定应该补偿多少尺寸，可以在废料上割一个矩形，测量实际尺寸和编程尺寸计算出需要的补偿量。
 　  4. 数控切割机系统在处理小圆弧的补偿时比较困难，如果圆弧比补偿半径还小是切割不出来的，更不能正确补偿（理论上半径变成负数），对这种情况应该考虑修改零件图，或者考虑采用软件补偿以便及时发现问题。
 
二、数控切割机图形交互处理
    为保证数控切割机工件质量，一般不在工作轮廓上直接安排穿透点（即打火点），而是使其离开工件一段距离，经过一段切割线后再进入工件轮廓，这段线通常称之为切割引线或引入线。引入线的长度由材料的厚度和所采用的切割方法来确定，一般来讲，引线的长度随厚度增加而加长。
 　　在实际操作中，我们建议用户针对图形交互过程中的引入线设计，应当注意如下几点：
 　  1． 引入线在不影响穿孔和切割的情况下，应尽可能地短，其引入方向应与切割机运行方向尽可能一致。在穿孔时飞溅的熔渣应不飞向切割机，而是向切割机起动运行的反方向飞去。
 　  2． 引入线在切割工件内腔时的安排分为两类，其一为直线段，在数控切割机实际应用中，直引线最为常用，但在切割起、终点处容易遗留一个凹痕和小尾巴，内腔是方形时，引线一般从某一角切入，圆形内腔一般没什么要求；其二为圆引线。如果要求较高质量的切割接点，最好使用圆引线，圆引线的优势在于数控切割机加工后的轨迹入口处能达到最小的留疤，使切割面更为光滑平整。
 
三、数控切割机工件毛刺处理
    机械零件投入数控切割机加工的每张图纸都有去毛刺的技术要求，去毛刺工序，工艺人员往往无法编制工艺文件，通常采用锉刀、布轮、砂布、砂带等办法来去除毛刺。随着科学技术的进步和生产的发展，人工去毛刺已不能适应现代市场竟争的产品质量和生产方式的要求，光整加工技术逐步取代了传统的去毛刺工艺，而且越来越被人们所重视，目前有些先进企业机械零件的精整与光饰已被技术人员编入图纸技术要求的内容，并形成了标准工序。
    该工艺已广泛用于汽车零部件的精加工：进排气管、进气门、增压腔、喷油器、喷油嘴、气缸头、涡轮壳体和叶片、花键、齿轮、制动器等。如：粗糙的气缸头铸造件在专门的二工位磨粒流生产线上，每小时生产量可达到30件，粗糙度从Ra4μm或Ra5μm达到Ra0.4μm,可使废气排放量减少7%，发动机功率增加6%，行驶里程数增加5%。