數(shù)控機(jī)床程序編制

一.數(shù)控機(jī)床編程的方法

數(shù)控機(jī)床程序編制的方法有三種：即手工編程、自動(dòng)編程和CAD/CAM 。

1. 手工編程

由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗(yàn)。適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，但是，非常費(fèi)時(shí)，且編制復(fù)雜零件時(shí)，容易出錯(cuò)。

2. 自動(dòng)編程

使用計(jì)算機(jī)或程編機(jī)，完成零件程序的編制的過(guò)程，對(duì)于復(fù)雜的零件很方便。

3. CAD/CAM

利用CAD/CAM軟件，實(shí)現(xiàn)造型及圖象自動(dòng)編程。最為典型的軟件是Master CAM，其可以完成銑削二坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)和五坐標(biāo)、車削、線切割的編程，此類軟件雖然功能單一，但簡(jiǎn)單易學(xué)，價(jià)格較低，仍是目前中小企業(yè)的選擇。

二.數(shù)控機(jī)床程序編制的內(nèi)容和步驟

1. 數(shù)控機(jī)床編程的主要內(nèi)容

分析零件圖樣、確定加工工藝過(guò)程、進(jìn)行數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進(jìn)行程序檢查、輸入程序以及工件試切。

2. 數(shù)控機(jī)床的步驟

1) 分析零件圖樣和工藝處理

根據(jù)圖樣對(duì)零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。

同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力，正確選擇對(duì)刀點(diǎn)，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時(shí)間。

2) 數(shù)學(xué)處理

編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計(jì)算出刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。

3) 編寫零件程序清單

加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。

4) 程序輸入

5) 程序校驗(yàn)與首件試切

三.數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)

1. 程序的構(gòu)成：由多個(gè)程序段組成。

O0001；Ｏ（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）機(jī)能指定程序號(hào)，每個(gè)程序號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)加工零件。

N010 G92 X0 Y0；分號(hào)表示程序段結(jié)束

N020 G90 G00 X50 Y60；

...；可以調(diào)用子程序。

N150 M05；

N160 M02；

2. 程序段格式：

1) 字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60；

最常用的格式，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用它。地址Ｎ為程序段號(hào)，地址Ｇ和數(shù)字９０構(gòu)成字地址為準(zhǔn)備功能，...。

2) 可變程序段格式：如B2000 B3000 B B6000；

使用分割符Ｂ各開(kāi)各個(gè)字，若沒(méi)有數(shù)據(jù)，分割符不能省去。常見(jiàn)于數(shù)控線切割機(jī)床，另外，還有３Ｂ編程等格式。

3) 固定順序程序段格式：如00701+02500-13400153002；

比較少見(jiàn)。其中的數(shù)據(jù)嚴(yán)格按照順序和長(zhǎng)度排列，不得有誤，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02；

零件圖的數(shù)學(xué)處理

零件圖的數(shù)學(xué)處理主要是計(jì)算零件加工軌跡的尺寸，即計(jì)算零件加工輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，或刀具中心輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，以便編制加工程序。

一．基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算

一般數(shù)控機(jī)床只有直線和圓弧插補(bǔ)功能。對(duì)于由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的主要任務(wù)是求各基點(diǎn)的坐標(biāo)。

1. 基點(diǎn)的含義　　

構(gòu)成零件輪廓的不同幾何素線的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為基點(diǎn)。基點(diǎn)可以直接作為其運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)或終點(diǎn)。

2. 直接計(jì)算的內(nèi)容

根據(jù)填寫加工程序單的要求，基點(diǎn)直接計(jì)算的內(nèi)容有：每條運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)在選定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，圓弧運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心坐標(biāo)值。

基點(diǎn)直接計(jì)算的方法比較簡(jiǎn)單，一般可根據(jù)零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據(jù)零件圖樣上給定的尺寸運(yùn)用代數(shù)、三角、幾何或解析幾何的有關(guān)知識(shí)，直接計(jì)算出數(shù)值。在計(jì)算時(shí)，要注意小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)要留夠，以保證足夠的精度。

二．節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算

對(duì)于一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F（X）組成，如漸開(kāi)線、阿基米德螺線等，只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時(shí)數(shù)值計(jì)算的任務(wù)就是計(jì)算節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。

1. 節(jié)點(diǎn)的定義

當(dāng)采用不具備非圓曲線插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床加工非圓曲線輪廓的零件時(shí)，在加工程序的編制工作中，常用多個(gè)直線段或圓弧去近似代替非圓曲線，這稱為擬合處理。擬合線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。

2. 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算

節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算難度和工作量都較大，故常通過(guò)計(jì)算機(jī)完成，必要時(shí)也可由人工計(jì)算,常用的有直線逼近法（等間距法、等步長(zhǎng)法、和等誤差法）和圓弧逼近法。

有人用AutoCAD繪圖，然后捕獲坐標(biāo)點(diǎn)，在精度允許的范圍內(nèi)，也是一個(gè)簡(jiǎn)易而有效的方法。