随着计算机技术的发展，各种数控技术被广泛应用于钣金件加工过程，其中数控冲技术就是重要的一环，而数控冲CAD/CAM应用系统的好坏对数控冲床的使用、生产效率和板材利用率的提高、钣金件的质量等都有着至关重要的影响。国际上的大型CAD/CAM软件在加工质量和技术的集成度上都非常先进，但是对于国内的中小型企业来讲，高昂的价格往往使他们难以承受，而国内自主版权的软件又较少，从而影响了这些企业的技术升级，直接削弱了企业在国际市场环境下的竞争力。国内存在大量的中小型冲床制造企业，这些企业CAD/CAM技术的应用集成化的程度较低，数控代码生成主要靠技术员手工一步步编写，甚至在编写前要做坐标（如相对坐标转化为绝对坐标）等方面的计算，编制的代码不能模拟仿真，造成代码错误和加工零件的浪费是不可避免的。针对以上情况，开发了一套具有自主知识产权的、适合中小型制造企业的集成化的针对钣金行业的数控冲床CAD/CAM应用系统，数控代码能自动生成，编制的代码能模拟仿真，系统运行效果好。

一、数控冲床钣金加工CAD/CAM系统设计主要问题

数控冲床钣金加工CAD/CAM系统的工作流程从系统中直接设计和绘制图形或与AutoCAD、Protel或CAXA等图形文件进行数据交换装入图形开始，然后对图元对象实体建模，设计中主要问题处理如下。

（一）模具自动匹配

如果冲压对象是垂直线或者水平线，在冲压模具库中寻找模具长或宽不长于直线的方模具，从所有满足条件的方模具中选择模具沿着冲压方向长宽比最扁的模具；如果是矩形对象，首先在模具库中搜索长宽正好相等的模具，若没有，则按照直线方式对4个边依次匹配。

（二）夹钳位置设定与干涉检查

钣金加工中，要防止夹钳被冲。在CAD中，检查夹钳是否被冲压过程损坏，需要检查夹钳外形是否与模套产生相交，而不是考虑是否与模具相交。夹钳干涉检查具体步骤为，其一、依次提取每一个冲压孔，在模具库中搜索到对应模套尺寸。其二、依次检查各个模套曲线与每一个夹钳曲线是否相交，相交表示产生了干涉。

（三）冲压禁区规避规划

由于多模位模盘尺寸很大，夹钳很可能在行走过程中与模盘干涉。在CAD系统中需要设定行走禁区，依次检查各个行走路径是否经过行走禁区。圆形模盘就是冲压禁区，虚线所示的冲压路径A到B横穿模盘禁区，夹钳沿这个路径行走会与模盘干涉。该系统将行走路线改为ACDB进行避让。

（四）不规则曲线内阵列冲压计算

在任意不规则曲线内部进行阵列填充冲压，填充的方式有矩形阵列和梅花阵列2种，解决步骤如下：首先计算此任意曲线的上下左右的边界；X方向按照阵列的X间距，Y方向按照阵列的Y间距将边界外扩；生成在此边界范围内的所有阵列冲压点；针对每个生成的冲压点，计算是否在用户指定的不规则曲线内部，删除所有不在曲线内部的冲压点。使用点是否被多边形包含的算法解决。

（五）G代码自动牛成

首先按照冲压次序建立一个冲压对象数组，同时建立一个空的冲压点队列，依次取出冲压对象数组中的对象，生成冲压点列表，追加到冲压点队列中。依次取出冲压点队列中各个点的绝对坐标，计算相对上一点的X和Y方向的距离并直接转换成G10相对冲压指令。G10指令的有序集合就是G代码。

二、结语

该系统用Visual C++语言并采用面向对象技术开发实现，实际运行中，误差在控制范围内，运行平滑，实现了预期的功能，满足生产实际需要。将基因优化用来求数控冲床上多孔冲切加工的路径最短问题，对圆和椭圆型零件孔加工的路线和数控程序的编制进行了优化设计，解决了设计中遇见的若干关键伺题，实际应用达到理想效果。