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摘要：本文通过研究和分析数控冲加工的工艺特点，介绍了CAMPATH软件的基本应用并提出了在数控冲的程序设计中应当注意的一些事项，并以相应的实例阐述了具体完成各项工作的正确方法，以期达到提高生产效率，降低生产成本的目的。
关键词：数控冲；钣金；CAMPATH；模具设置
随着工业技术的发展，数控加工设备的应用有效地提高了生产效率，降低产品不合格率，提高产品精度，降低操作人员劳动强度，改善工作环境。在钣金行业，数控设备中以数控冲床为主，下面将以日本村田机械公司的CNC数控转塔冲床为例，简单介绍与数控转塔冲床配套使用的CAMPATH软件及应用。
1 CAMPATH简介
1.1 CAMPATH操作流程图
1.2CAD绘图
在CAD的制图过程中，操作方法和普通AUTOCAD软件应用方法大致相同。只有在模板图形的使用上更优于AUTOCAD。
a.零件图形
它表示一个通常图形，这个图形的数据可以转换到NC程序中去。
b.模板图形
它表示一个部分图形，例如一个安装孔，而这个安装孔经常用于其他图形中，此图形需预先注册，并能被调用在绘制零件图形中使用。
c.冲切内轮廓线定义/冲切外轮廓线定义
此功能用以定义冲切过程中的内轮廓线与外轮廓线。
当使用“冲切内轮廓定义”功能时，图形变成黄色，而使用“冲切外轮廓线定义”功能时，图形变成淡蓝色。在CAM系统中利用“自动模具配置”功能时，模具配置根据轮廓线性质定义。在CAD图形的绘制过程中，图形的绘制及内外轮廓线的定义是至关重要的。这影响到后续CAM的工作及最后零件的加工成形尺寸。
1.3CAM
由CAD系统产生的图形进行“人工排料”、“单零件”、“自动排料”处理。
排料的过程包括零件图形在坯料板材上的摆放及冲切模具的排布。在排料完成后需生成NC程序。
NC程序生成时一般选择标准模式，在零件较复杂或零件数量非常多时可选择宏阵列、模具阵列、零件阵列等模式。同样的程序排布，根据生成的模式不同在实际冲切过程中会有不同的效果。即可提高冲切效率，还可以减少NC程序的字节数，避免发生NC程序过大，超出机床NC系统内存容量而无法读入机床NC系统内存的现象。
1.4 仿真（模擬轨迹）
NC程序生成后进行冲切过程模拟，可直接观察到模具冲切的实际情况及冲切顺序，当发现有排料不合理情况时可回到人工排料状态进行修改，避免了实际试冲，提高加工效率，减少板料浪费。在仿真过程中还可以由软件直接显示实际加工零件所需时间，可以给生产安排及工时定额员提供参考依据。
1.5 NC程序输出
NC程序在CAMPATH系统中生成后还需输出形成文件名为四位数字，后缀为.dat的NC程序文件。NC程序文件可通过车间内部局域网与机床NC系统连接的计算机导入机床NC系统，在机床NC系统中调用导入的NC程序即可进行零件的冲切加工。
2 CAMPATH应用
CAMPATH在实际应用中的关键环节是排料。排料决定了板料的利用情况、冲切过程中模具冲切的顺序及工作台和夹钳的运动轨迹。直接影响了加工成本的控制和加工时间的。
2.1零件排布
在CAMPATH中可以进行非常直观的零件排布。在排布零件时可调入多个需加工的零件图形在坯料图形上摆放，对零件图形进行复制、镜像复制、阵列、旋转、移动等操作，寻找出最佳的零件排布状态，达到最高的板料利用率。最大化地利用板料，可以使板料利用率达到93%以上。
2.2 模具排布
模具的排布情况直接影响着机床实际加工的效果。模具排布不当会造成机床加工效率低下，掉料、垫料、卡料等现象。
2.2.1 放置模具
模具排布首先是在零件图形上放置模具。对于零件上的方孔、圆孔应尽量选用模具一次冲切成形，零件周边的冲切应尽量选用较长的模具以减少冲切次数，同时可提高加工质量。不能一次冲出的圆孔需要进行步冲，步冲时应视圆孔的大小选用合适的圆形模具，模具过小冲出的圆孔边缘毛刺较大而且冲切次数较多，模具过大则冲切进刀量过小，加剧冲模的磨损。
2.2.2 设置微连接
模具放置完成后应进行微连接的设置。微连接应尽量选用角连接，选用角连接微连接较小，而且连接强度较高。较大较长的零件在其四角设置角连接的同时还需在其中间设置适量的线连接，
如果不设置中间的线连接则在两个角连接之间较长的距离没有连接，当板料在工作台上移动时无连接处会剧烈晃动，将可能导致角连接的断裂，从而造成已冲完的零件脱落，在冲切同一坯料上其他零件时发生板料重叠并被冲切，致使板料报废，还可能损坏模具。微连接的大小应根据板厚、材料及模具的磨损情况而定。
2.2.3 调整模具冲切顺序
在放置模具后Campath会自动指定模具的冲切顺序，但Campath给出的模具冲切顺序并不能使冲床加工达到最佳状态，还需进行人工优化。
在Campath自动指定的模具冲切顺序中会出现同一模具被多次调用，中间穿插了其他模具的现象，这种情况会造成在实际加工时机床转塔频繁转动换模，加工效率较低。对于这种情况应调整模具冲切顺序，使同一模具在被一次调用后将其所需冲切的位置全部冲完后再调用其他模具，减少了机床转动换模次数，提高了加工效率。经过手工调整后，可以使实际加工时间缩短30%-50%。
3 总结
数控冲床的程序设计，不是一个单纯的将设计图纸转化为机床可以识别的代码的过程，优秀的数控冲编程人员首先应当是优秀的工艺设计人员和优秀的机床操作人员。他们对机床及机床的各项参数做到足够地了解，对所有的模具做到心中有数。程序设计时，应根据数控冲床的加工工艺特点，进行全面的分析，不仅要保证编制出正确的数控程序，更应保证加工出合格的零件，同时也应使数控冲床能得到合理应用和充分的发挥。尽可能地提高生产效率，降低生产成本，最大合理化利用板料。
关键词：数控冲；钣金；CAMPATH；模具设置
随着工业技术的发展，数控加工设备的应用有效地提高了生产效率，降低产品不合格率，提高产品精度，降低操作人员劳动强度，改善工作环境。在钣金行业，数控设备中以数控冲床为主，下面将以日本村田机械公司的CNC数控转塔冲床为例，简单介绍与数控转塔冲床配套使用的CAMPATH软件及应用。
1 CAMPATH简介
1.1 CAMPATH操作流程图
1.2CAD绘图
在CAD的制图过程中，操作方法和普通AUTOCAD软件应用方法大致相同。只有在模板图形的使用上更优于AUTOCAD。
a.零件图形
它表示一个通常图形，这个图形的数据可以转换到NC程序中去。
b.模板图形
它表示一个部分图形，例如一个安装孔，而这个安装孔经常用于其他图形中，此图形需预先注册，并能被调用在绘制零件图形中使用。
c.冲切内轮廓线定义/冲切外轮廓线定义
此功能用以定义冲切过程中的内轮廓线与外轮廓线。
当使用“冲切内轮廓定义”功能时，图形变成黄色，而使用“冲切外轮廓线定义”功能时，图形变成淡蓝色。在CAM系统中利用“自动模具配置”功能时，模具配置根据轮廓线性质定义。在CAD图形的绘制过程中，图形的绘制及内外轮廓线的定义是至关重要的。这影响到后续CAM的工作及最后零件的加工成形尺寸。
1.3CAM
由CAD系统产生的图形进行“人工排料”、“单零件”、“自动排料”处理。
排料的过程包括零件图形在坯料板材上的摆放及冲切模具的排布。在排料完成后需生成NC程序。
NC程序生成时一般选择标准模式，在零件较复杂或零件数量非常多时可选择宏阵列、模具阵列、零件阵列等模式。同样的程序排布，根据生成的模式不同在实际冲切过程中会有不同的效果。即可提高冲切效率，还可以减少NC程序的字节数，避免发生NC程序过大，超出机床NC系统内存容量而无法读入机床NC系统内存的现象。
1.4 仿真（模擬轨迹）
NC程序生成后进行冲切过程模拟，可直接观察到模具冲切的实际情况及冲切顺序，当发现有排料不合理情况时可回到人工排料状态进行修改，避免了实际试冲，提高加工效率，减少板料浪费。在仿真过程中还可以由软件直接显示实际加工零件所需时间，可以给生产安排及工时定额员提供参考依据。
1.5 NC程序输出
NC程序在CAMPATH系统中生成后还需输出形成文件名为四位数字，后缀为.dat的NC程序文件。NC程序文件可通过车间内部局域网与机床NC系统连接的计算机导入机床NC系统，在机床NC系统中调用导入的NC程序即可进行零件的冲切加工。
2 CAMPATH应用
CAMPATH在实际应用中的关键环节是排料。排料决定了板料的利用情况、冲切过程中模具冲切的顺序及工作台和夹钳的运动轨迹。直接影响了加工成本的控制和加工时间的。
2.1零件排布
在CAMPATH中可以进行非常直观的零件排布。在排布零件时可调入多个需加工的零件图形在坯料图形上摆放，对零件图形进行复制、镜像复制、阵列、旋转、移动等操作，寻找出最佳的零件排布状态，达到最高的板料利用率。最大化地利用板料，可以使板料利用率达到93%以上。
2.2 模具排布
模具的排布情况直接影响着机床实际加工的效果。模具排布不当会造成机床加工效率低下，掉料、垫料、卡料等现象。
2.2.1 放置模具
模具排布首先是在零件图形上放置模具。对于零件上的方孔、圆孔应尽量选用模具一次冲切成形，零件周边的冲切应尽量选用较长的模具以减少冲切次数，同时可提高加工质量。不能一次冲出的圆孔需要进行步冲，步冲时应视圆孔的大小选用合适的圆形模具，模具过小冲出的圆孔边缘毛刺较大而且冲切次数较多，模具过大则冲切进刀量过小，加剧冲模的磨损。
2.2.2 设置微连接
模具放置完成后应进行微连接的设置。微连接应尽量选用角连接，选用角连接微连接较小，而且连接强度较高。较大较长的零件在其四角设置角连接的同时还需在其中间设置适量的线连接，
如果不设置中间的线连接则在两个角连接之间较长的距离没有连接，当板料在工作台上移动时无连接处会剧烈晃动，将可能导致角连接的断裂，从而造成已冲完的零件脱落，在冲切同一坯料上其他零件时发生板料重叠并被冲切，致使板料报废，还可能损坏模具。微连接的大小应根据板厚、材料及模具的磨损情况而定。
2.2.3 调整模具冲切顺序
在放置模具后Campath会自动指定模具的冲切顺序，但Campath给出的模具冲切顺序并不能使冲床加工达到最佳状态，还需进行人工优化。
在Campath自动指定的模具冲切顺序中会出现同一模具被多次调用，中间穿插了其他模具的现象，这种情况会造成在实际加工时机床转塔频繁转动换模，加工效率较低。对于这种情况应调整模具冲切顺序，使同一模具在被一次调用后将其所需冲切的位置全部冲完后再调用其他模具，减少了机床转动换模次数，提高了加工效率。经过手工调整后，可以使实际加工时间缩短30%-50%。
3 总结
数控冲床的程序设计，不是一个单纯的将设计图纸转化为机床可以识别的代码的过程，优秀的数控冲编程人员首先应当是优秀的工艺设计人员和优秀的机床操作人员。他们对机床及机床的各项参数做到足够地了解，对所有的模具做到心中有数。程序设计时，应根据数控冲床的加工工艺特点，进行全面的分析，不仅要保证编制出正确的数控程序，更应保证加工出合格的零件，同时也应使数控冲床能得到合理应用和充分的发挥。尽可能地提高生产效率，降低生产成本，最大合理化利用板料。