淺議數(shù)控編程學(xué)習(xí)和心得

1、淺議數(shù)控編程學(xué)習(xí)和心得【摘要】介紹入門學(xué)習(xí)數(shù)控編程應(yīng)該掌握的的一 些基本知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法，對(duì)幾種常用數(shù)控機(jī)床的一些基本 編程要點(diǎn)和技巧做些簡(jiǎn)短說明以及對(duì)學(xué)好學(xué)精數(shù)控編程這 門技術(shù)應(yīng)該作何前期準(zhǔn)備的一個(gè)簡(jiǎn)單論述。為廣大初學(xué)者學(xué) 習(xí)數(shù)控編程技術(shù)提供一些基本學(xué)習(xí)方法?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)控編程；學(xué)習(xí)；數(shù)控機(jī)床隨著我國制造業(yè)快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床以具有自動(dòng)化程度 高、生產(chǎn)率高、柔性好、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、易于 建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)、容易實(shí)現(xiàn)群控和良好的經(jīng)濟(jì)效 益等優(yōu)點(diǎn)，迅速的占領(lǐng)制造業(yè)的市場(chǎng)。對(duì)于機(jī)械制造專業(yè)的 學(xué)生來講，今后畢業(yè)將從事的行業(yè)很可能是數(shù)控加工行業(yè)。 因此學(xué)好數(shù)控加工技術(shù)對(duì)于今后的就業(yè)就有

2、著更加重要的 意義。筆者在此提出自己在學(xué)習(xí)和實(shí)際操作數(shù)控機(jī)床時(shí)的一 些心得體會(huì)以供廣大初學(xué)者參考。一、數(shù)控機(jī)床的加工原理學(xué)習(xí)數(shù)控加工技術(shù)首先得弄清數(shù)控加工的工作原理。首 先將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即將刀 具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、加工過程的切削速度、進(jìn)給速度、 工件和刀具的交換、冷卻液的開關(guān)等信息都按規(guī)定的代碼和 格式編成加工程序，接著將該程序送到數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控系統(tǒng) 則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后發(fā)出控 制命令是個(gè)坐標(biāo)軸、主軸及輔助動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與 工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)零件的加工。二、數(shù)控加工中涉及的坐標(biāo)系數(shù)控機(jī)床上各個(gè)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件的動(dòng)作都是由數(shù)控驅(qū)動(dòng)

3、 單元（cnc裝置）控制的。因此為了建立各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件相對(duì) 于機(jī)床的相對(duì)位置的量化關(guān)系可借助坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)坐 標(biāo)系是機(jī)床出廠是生產(chǎn)廠家已經(jīng)確定的稱為機(jī)床坐標(biāo)系，建 立機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱之為機(jī)床原點(diǎn)或零點(diǎn)。參考點(diǎn)是機(jī)床 上坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的位置點(diǎn)。通常將參考點(diǎn)與機(jī)床坐 標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)置為同一點(diǎn)，所以有些機(jī)床上回參考點(diǎn)操作也叫 回零點(diǎn)操作。在數(shù)控編程中通常以零件圖上某一點(diǎn)來建立坐 標(biāo)系進(jìn)行編程，這個(gè)點(diǎn)稱之為工件編程零點(diǎn)，這個(gè)坐標(biāo)系稱 為工件坐標(biāo)系。建立工件坐標(biāo)系的目的在于方便和簡(jiǎn)化編 程。三、數(shù)控編程的方法數(shù)控編程的方法主要有兩種：一是手工編程；二是自動(dòng) 編程。兩種編程方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用于不同

4、的加工范圍。 手工編寫的程序具有程序簡(jiǎn)單精煉、易于讀懂、程序調(diào)整容 易、適用于編寫比較簡(jiǎn)單的零部件的加工程序，但是手工編 程難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面的加工。而自動(dòng)編程是指用計(jì)算機(jī)來編 制數(shù)控加工程序，自動(dòng)編程的效率高、正確性好、操作安全 可靠、能實(shí)現(xiàn)手工編程無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜曲面的加工，但自動(dòng) 編程編寫的程序比較冗長、不精煉、有些情況下走到軌跡不 是很合理比較耗費(fèi)工時(shí)，所以編程人員要根據(jù)零件實(shí)際情況 選擇合理對(duì)的編程方式。四、常用機(jī)床的編程(1)數(shù)控車床編程。數(shù)控車削加工過程中通常會(huì)用到 車削循環(huán)指令，車削循環(huán)指令主要有簡(jiǎn)單車削循環(huán)指令和復(fù) 合循環(huán)車削指令，而簡(jiǎn)單車削循環(huán)指令與復(fù)合車削循環(huán)指令 里面又各包

5、含幾種不同的車循循環(huán)指令。面對(duì)不同的車削循 環(huán)指令究竟該用哪一種合理，依賴于學(xué)習(xí)者對(duì)各種車削循環(huán) 指令的走刀軌跡及走刀特點(diǎn)有一定的了解才能做出合理的 選擇。對(duì)于車削比較細(xì)長的工件而用到尾座和頂尖時(shí)，編寫 加工程序時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎選擇退刀和換刀的位置防止刀架與頂尖 或是尾座發(fā)生碰撞。另外在車削錐面和圓弧時(shí)由于刀位點(diǎn)的 變動(dòng)，往往會(huì)造成過切或欠切的現(xiàn)象，可借助刀尖半徑補(bǔ)償 功能來消除此類加工誤差。(2)數(shù)控銃床編程。數(shù)控銃主要 用于加工平面類、變斜角類、曲面類、箱體類零件。數(shù)控銃 床在加工過程中實(shí)際是控制刀具中心軌跡來實(shí)現(xiàn)銃削加工 的，因此若不采取措施直接編程加工，所加工的零件在尺寸 方面必然達(dá)不到圖紙的

6、要求。決解這個(gè)問題的方法主要有兩 種：一是編程時(shí)在相應(yīng)的尺寸上加上或減去一個(gè)刀具半徑， 二是運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能來補(bǔ)償一個(gè)刀具半徑。在建立刀 補(bǔ)的過程中刀具首先運(yùn)動(dòng)到程序中指定的目標(biāo)位置，然后再 根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)相對(duì)與原軌跡偏離一個(gè)距 離，所以在建立刀具半徑補(bǔ)償時(shí)建立刀補(bǔ)的距離必須大于刀 具半徑。而且建立與取消刀補(bǔ)必須在g01和g00±進(jìn)行。在 有些情況下為了防止在加工零件表面留下進(jìn)刀痕跡可選擇 圓弧切入切出的方式進(jìn)行進(jìn)刀。另外通過修改刀具半徑補(bǔ)中 存儲(chǔ)的數(shù)值還可實(shí)現(xiàn)粗精加工。當(dāng)數(shù)控機(jī)床用到多把刀進(jìn)行 加工時(shí)，在對(duì)刀的過程中只有第一把刀的x、y、z三個(gè)方向 都要進(jìn)行對(duì)刀操

7、作其它刀具只需進(jìn)行z方向?qū)Φ恫僮骷纯?。?）數(shù)控加工中心的編程。數(shù)控加工中心主要用于加工形 狀復(fù)雜、工序多、精度要求比較高的工件。數(shù)控加工中心與 數(shù)控車數(shù)控銃最大區(qū)別在于數(shù)控加工中心有刀庫和自動(dòng)換 刀裝置。對(duì)于不同規(guī)格的加工中心擁有不同數(shù)量刀具的刀 庫，故刀具從刀具庫轉(zhuǎn)到換刀位所需要的時(shí)間有長有短，因 此在編寫換刀指令時(shí)也比較靈活。例如：當(dāng)?shù)毒叻祷氐綋Q刀 點(diǎn)的時(shí)間小于從刀具庫選刀的時(shí)間，為提高生產(chǎn)效率減少等 待換刀的時(shí)間可將選刀動(dòng)作指令編寫在換刀指令之前，在銃 削的同時(shí)進(jìn)行選刀。另外加工中心通常用長度補(bǔ)償指令來設(shè) 置z向零點(diǎn)。所以在設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)通常僅僅在x、y兩 個(gè)方向上進(jìn)行零點(diǎn)偏置，z向

8、不進(jìn)行偏置采取直接置零。當(dāng) 機(jī)床換上加工刀具后用塊規(guī)找正z向，讀取塊規(guī)松緊合適時(shí) 機(jī)床坐標(biāo)系的z值減去塊規(guī)高度后將其輸入到刀具長度補(bǔ)償 值中，實(shí)現(xiàn)z向零點(diǎn)的設(shè)定。通常情況下在編寫加工中心加 工程序時(shí)應(yīng)以工序集中原則進(jìn)行編寫。五、數(shù)控仿真的應(yīng)用實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。掌握了一定的數(shù)控編程技 術(shù)理論基礎(chǔ)后，不進(jìn)行實(shí)際操作只在紙上談兵也是不行的。 初學(xué)者直接在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行操作練習(xí)，難免會(huì)因不熟練或 誤操作而導(dǎo)致造成機(jī)床設(shè)備的損壞。而且對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來 講也不可能有較多的實(shí)際上機(jī)操作練習(xí)的機(jī)會(huì)。數(shù)控仿真則 提供了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)供學(xué)習(xí)者來進(jìn)行模擬上機(jī)操作。 初學(xué)者有足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)在數(shù)控仿真軟件

9、進(jìn)行各種數(shù)控 機(jī)床的操作練習(xí)，并且初學(xué)者可通過仿真來實(shí)際感受加工環(huán) 境、刀具毛坯的安裝、切削加工過程、觀察各種指令的走刀 軌跡。另外數(shù)控仿真同樣可對(duì)加工程序進(jìn)行快速精確的校 驗(yàn)，以防止加工時(shí)出現(xiàn)干涉碰刀現(xiàn)象。在數(shù)控仿真上進(jìn)行模 擬操作幾乎與實(shí)際機(jī)床上的操作是一樣的，因此它在一定程 度上可以達(dá)到很好的操作練習(xí)的目的。六、進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)控的必要準(zhǔn)備前面提到過對(duì)于一些比較復(fù)雜的曲面單靠人工進(jìn)行編 程往往是比較困難的，運(yùn)用一些編程軟件進(jìn)行自動(dòng)編程可很 好的解決這一難題。因此要想學(xué)好、學(xué)精數(shù)控編程這一門技 術(shù)僅僅學(xué)習(xí)人工編程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還得學(xué)習(xí)一些自動(dòng)編程 的知識(shí)，兩者結(jié)合在一起用才行。目前我國應(yīng)用的比

10、較多自 動(dòng)編程軟件有：國產(chǎn)的caxa、美國的pro/engineerug cad/cam系統(tǒng)、mastercam、以色列的cimatr0n等軟件，這 些自動(dòng)編程軟件在自動(dòng)編程過程比較重要的一步是對(duì)零件 進(jìn)行幾何建模。所以學(xué)習(xí)者在學(xué)好手工編程的基礎(chǔ)上還得學(xué) 習(xí)當(dāng)今一些主流編程的基本建模方法和技巧。雖然當(dāng)今的數(shù) 控技術(shù)發(fā)展的比較完善各種功能的加工指令也比較齊全。但 是隨著產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，這些指令可能滿足不了某些特 殊零件的加工要求。而數(shù)控系統(tǒng)為用戶提供了宏程序功能， 用戶可根據(jù)自己的加工要求來對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的功能進(jìn)行拓展。故學(xué)習(xí)一定的用戶宏程序知識(shí)對(duì)于今后在數(shù)控行業(yè)的發(fā)展 還是很有必要的。一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)控編程技術(shù)人員應(yīng)不僅滿足編寫出零件 輪廓的加工程序，還應(yīng)做到所