數(shù)控編程主要工作程序
2016-01-28
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? ? ?使用數(shù)控機(jī)床加工零件，最主要的工作就是編制零件的數(shù)控加工程序。數(shù)控編程過(guò)程可以歸結(jié)為工藝方案的理解、工件裝夾、建立坐標(biāo)系、輸入刀具參數(shù)、輸入數(shù)控程序、程序驗(yàn)證、調(diào)整和機(jī)床操作等幾個(gè)基本步驟。
??? 數(shù)控工藝方案是加工的靈魂，對(duì)于一般工件，工藝方案的重點(diǎn)在于提率，降低成本。而對(duì)于關(guān)鍵件、重要件、復(fù)雜工件，工藝方案直接關(guān)系到零件的加工質(zhì)量，編程員應(yīng)在工藝方案上多下功夫，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，踏實(shí)、認(rèn)真地從每一個(gè)細(xì)節(jié)做起。在明確目標(biāo)后，再進(jìn)行工藝分析，確定相應(yīng)的工序和工步，以及關(guān)鍵部位的工藝保證措施，同時(shí)也應(yīng)考慮操作者的技能水平，現(xiàn)有工藝裝備的配置狀況、刀具、量具和設(shè)備等因素。
數(shù)控程序編制主要工作內(nèi)容如下：
1．零件數(shù)控加工工藝性分析
根據(jù)加工零件的設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)文件，對(duì)零件的材料、毛坯種類(lèi)、形狀、尺寸、精度、表面質(zhì)量以及熱處理要求等進(jìn)行綜合分析。
零件設(shè)計(jì)圖定義了零件的幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸及其公差、形位公差、技術(shù)要求、材料、熱處理要求等方面的內(nèi)容。在進(jìn)行零件數(shù)控編程時(shí)，還應(yīng)了解零件的毛料狀態(tài)，包括毛料的類(lèi)型、規(guī)格、形狀、熱處理狀態(tài)以及硬度等，這兩部分構(gòu)成了加工零件數(shù)控加工工藝分析的主要內(nèi)容，也決定了哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，加工中的難點(diǎn)，數(shù)控編程的難易程度。
在利用以上所有原始信息的基礎(chǔ)上，綜合考慮其他的相關(guān)因素，以確定合理的數(shù)控加工方案和數(shù)控加工方法。初步擬定定位和夾緊基準(zhǔn)，合理選擇機(jī)床，確定加工刀具和切削用量等。
2．?dāng)?shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)性能分析
數(shù)控機(jī)床性能分析包括工作臺(tái)的加工范圍、機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速范圍、機(jī)床的功率、機(jī)床采用的刀柄類(lèi)型和規(guī)格、刀具系統(tǒng)的構(gòu)成、夾具與機(jī)床的連接方式、數(shù)控程序輸入方式等方面的內(nèi)容。
首先考慮的是數(shù)控機(jī)床的工作區(qū)域或工作空間能否滿(mǎn)足零件的數(shù)控加工要求，零件必須安裝在夾具里，所以數(shù)控機(jī)床應(yīng)該足夠大。零件及其工裝夾具總的重量也不應(yīng)超過(guò)機(jī)床的規(guī)定值。
其次，還應(yīng)該掌握和了解數(shù)控機(jī)床的額定功率大小、主軸速度和進(jìn)給速度限定范圍、刀位數(shù)量、刀具系統(tǒng)以及機(jī)床其他附件等方面的內(nèi)容。通常小型數(shù)控機(jī)床具有較高的主軸速度和較低的額定功率；而大型機(jī)床具有較低的主軸速度和較高的額定功率。
3．?dāng)?shù)控系統(tǒng)性能分析
數(shù)控系統(tǒng)性能分析包括控制系統(tǒng)的類(lèi)型、坐標(biāo)系的定義方式、主軸轉(zhuǎn)速范圍、進(jìn)給速度的定義、刀具的識(shí)別和編號(hào)方法、對(duì)圓弧插補(bǔ)的要求、軸的連動(dòng)方式、拐角控制方法、刀具運(yùn)動(dòng)（快速運(yùn)動(dòng)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和圓弧運(yùn)動(dòng)）的模式等方面的內(nèi)容；還包括數(shù)控程序的格式，數(shù)控程序的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)的數(shù)控編程指令及其使用規(guī)則。
控制系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的核心部分，在進(jìn)行數(shù)控程序規(guī)劃時(shí)，編程員必須對(duì)控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)指令有一個(gè)清晰地了解，只有這樣，才能使用數(shù)控系統(tǒng)的特有功能和科學(xué)的編程方法，比如加工循環(huán)、子程序、宏指令和其他功能。
建議編程員能夠很好地了解數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)，這對(duì)于編寫(xiě)高水平、高質(zhì)量的數(shù)控程序非常有用，也更具有創(chuàng)新意義。數(shù)控系統(tǒng)功能的有效利用和數(shù)控程序的質(zhì)量，反映了編程員對(duì)數(shù)控機(jī)床及其數(shù)控系統(tǒng)功能的了解程度。
一個(gè)重要的原因，是編程員在進(jìn)行零件數(shù)控程序規(guī)劃過(guò)程中，當(dāng)然也包括后續(xù)的數(shù)控編程，增加了編程員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
4．零件數(shù)控編程數(shù)據(jù)處理
由于零件設(shè)計(jì)圖主要反映了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想，在零件的形狀特點(diǎn)、尺寸，以及零件表面之間的相互位置關(guān)系等方面考慮得多一些。在零件結(jié)構(gòu)上、加工工藝性等方面，很少或沒(méi)有考慮對(duì)加工的影響。這包括以下內(nèi)容：
（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理表現(xiàn)為零件圖上的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)由反映設(shè)計(jì)思想的特征元素——點(diǎn)、線(xiàn)、面組成，也是建立零件坐標(biāo)系的依據(jù)，加工坐標(biāo)系的建立過(guò)程即是將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和零件坐標(biāo)系聯(lián)系起來(lái)的過(guò)程。加工坐標(biāo)系作為加工的基準(zhǔn)，一是考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是否適合建立零件的加工坐標(biāo)系，即能否根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)來(lái)建立；如果不適合，如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換；二是考慮由設(shè)計(jì)基準(zhǔn)確定的加工坐標(biāo)系，其位置是否方便找正；三是考慮坐標(biāo)系原點(diǎn)對(duì)于數(shù)控編程計(jì)算是否簡(jiǎn)單。
（2）零件加工圖形處理主要考慮零件的數(shù)控加工工藝性，對(duì)零件圖形進(jìn)行必要的數(shù)學(xué)處理和數(shù)值計(jì)算。具體可以概括為以下內(nèi)容：簡(jiǎn)化零件圖形提取零件設(shè)計(jì)圖中的曲線(xiàn)和曲面（特征）作為數(shù)控加工圖形；或者壓縮某些與制造無(wú)關(guān)的特征，例如不需加工及不能加工的特征（如孔、槽、圓角、螺紋等）。這些特征被壓縮后，可明顯感覺(jué)到編程直觀(guān)，同時(shí)提高運(yùn)算速度和使刀位軌跡合理。補(bǔ)全零件圖形根據(jù)零件數(shù)控加工的要求，重新構(gòu)造或補(bǔ)充滿(mǎn)足要求的圖形。增加一些加工輔助線(xiàn)或輔助面，構(gòu)建刀具軌跡限制邊界。
（3）基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)和刀位點(diǎn)的計(jì)算表現(xiàn)為零件的輪廓曲線(xiàn)由直線(xiàn)、圓弧、二次曲線(xiàn)等不同的幾何元素組成，在編制程序前，必須對(duì)加工軌跡的一些坐標(biāo)值進(jìn)行計(jì)算，作為程序刀位點(diǎn)的輸入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)計(jì)算包括基點(diǎn)計(jì)算、節(jié)點(diǎn)計(jì)算等。對(duì)于復(fù)雜的加工曲線(xiàn)和曲面，必須使用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算。
5．?dāng)?shù)控工藝路線(xiàn)設(shè)計(jì)
數(shù)控工藝路線(xiàn)設(shè)計(jì)是編程員結(jié)合機(jī)床具體情況，考慮工件的定位，設(shè)計(jì)夾具或選用夾具和輔助工裝及數(shù)控加工方案設(shè)計(jì)的整個(gè)構(gòu)思過(guò)程。
首先確定最終零件的數(shù)控加工圖形或模型；然后確定零件的加工坐標(biāo)系，為減少定位誤差，加工坐標(biāo)系應(yīng)盡量與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合；最后進(jìn)行數(shù)控加工方案設(shè)計(jì)，包括加工區(qū)域劃分、加工路線(xiàn)確定和加工工序設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。
6．編寫(xiě)數(shù)控加工程序
根據(jù)確定的加工路線(xiàn)、刀具號(hào)、切削用量、輔助動(dòng)作以及數(shù)值計(jì)算的結(jié)果，按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫(xiě)加工程序。此外還應(yīng)附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機(jī)床調(diào)整卡、工序卡及必要的說(shuō)明等。
數(shù)控編程的過(guò)程是逐步完善數(shù)控工藝方案的過(guò)程，由于工藝方案是預(yù)先設(shè)想的，不一定全面，因此在數(shù)控編程中要不斷調(diào)整和改進(jìn)。
7．?dāng)?shù)控程序校驗(yàn)
數(shù)控程序的驗(yàn)證工作是不可缺少的環(huán)節(jié)。不能因?yàn)闀r(shí)間來(lái)不及或思想上的僥幸心理，放棄驗(yàn)證工作。程序校驗(yàn)的主要內(nèi)容包括：
●???數(shù)控程序是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，輸入數(shù)據(jù)是否有效，即數(shù)控系統(tǒng)能否識(shí)別。
●???數(shù)控程序是否完整、合理。
●???刀具運(yùn)動(dòng)軌跡是否正確。
編好的數(shù)控程序通?？梢酝ㄟ^(guò)在機(jī)床顯示屏上顯示刀具路徑即刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，來(lái)檢驗(yàn)程序的正確性。
首件試切削程序校驗(yàn)部分的內(nèi)容只能證明刀具軌跡運(yùn)動(dòng)的正確性，因此要對(duì)工件進(jìn)行首件試切，以檢驗(yàn)以下方面的內(nèi)容：
●???刀具、刀柄與夾具、機(jī)床之間是否存在干涉，能否發(fā)生碰撞。
●???選擇刀具是否合理，能否滿(mǎn)足加工要求，是否存在過(guò)切現(xiàn)象。
●???切削用量是否合理，程序中的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度和切削深度等給定數(shù)值能否滿(mǎn)足加工要求。
根據(jù)實(shí)際驗(yàn)證的內(nèi)容如干涉、過(guò)切區(qū)域，刀具、工件和夾具的剛度和彈性變形情況，以及刀具的磨損情況等因素進(jìn)行必要的處理和調(diào)整。對(duì)于加工誤差應(yīng)分析加工誤差產(chǎn)生的原因，予以修正，以便最終達(dá)到滿(mǎn)足零件的精度要求和加工質(zhì)量的目標(biāo)。
8．?dāng)?shù)控文件固化
完成以上工作后，就必須對(duì)所有的數(shù)控工藝文件進(jìn)行完善、固化并存檔。以下列舉了常見(jiàn)的數(shù)控工藝文件，這些文件可以根據(jù)具體情況加以完善和增減。
●???數(shù)控程序清單。
●???數(shù)控程序文本，也可以為存儲(chǔ)介質(zhì)。
●???加工路徑圖。
●???數(shù)控工步卡。
●???數(shù)控工藝規(guī)程或工序圖表。
●???操作說(shuō)明書(shū)。
●???工裝清單。
●???刀具清單。
●???毛坯圖。
●???零件定位及裝夾示意圖、操作說(shuō)明書(shū)。
數(shù)控調(diào)試和加工注意事項(xiàng)。?
(來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng))
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