數控編程主要工作程序
2016-01-28
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? ? ?使用數控機床加工零件，最主要的工作就是編制零件的數控加工程序。數控編程過程可以歸結為工藝方案的理解、工件裝夾、建立坐標系、輸入刀具參數、輸入數控程序、程序驗證、調整和機床操作等幾個基本步驟。
??? 數控工藝方案是加工的靈魂，對于一般工件，工藝方案的重點在于提率，降低成本。而對于關鍵件、重要件、復雜工件，工藝方案直接關系到零件的加工質量，編程員應在工藝方案上多下功夫，總結經驗，踏實、認真地從每一個細節做起。在明確目標后，再進行工藝分析，確定相應的工序和工步，以及關鍵部位的工藝保證措施，同時也應考慮操作者的技能水平，現有工藝裝備的配置狀況、刀具、量具和設備等因素。
數控程序編制主要工作內容如下：
1．零件數控加工工藝性分析
根據加工零件的設計圖紙及相關技術文件，對零件的材料、毛坯種類、形狀、尺寸、精度、表面質量以及熱處理要求等進行綜合分析。
零件設計圖定義了零件的幾何形狀和結構特點、尺寸及其公差、形位公差、技術要求、材料、熱處理要求等方面的內容。在進行零件數控編程時，還應了解零件的毛料狀態，包括毛料的類型、規格、形狀、熱處理狀態以及硬度等，這兩部分構成了加工零件數控加工工藝分析的主要內容，也決定了哪些是零件的技術關鍵，加工中的難點，數控編程的難易程度。
在利用以上所有原始信息的基礎上，綜合考慮其他的相關因素，以確定合理的數控加工方案和數控加工方法。初步擬定定位和夾緊基準，合理選擇機床，確定加工刀具和切削用量等。
2．數控機床及其控制系統性能分析
數控機床性能分析包括工作臺的加工范圍、機床主軸轉速范圍、機床的功率、機床采用的刀柄類型和規格、刀具系統的構成、夾具與機床的連接方式、數控程序輸入方式等方面的內容。
首先考慮的是數控機床的工作區域或工作空間能否滿足零件的數控加工要求，零件必須安裝在夾具里，所以數控機床應該足夠大。零件及其工裝夾具總的重量也不應超過機床的規定值。
其次，還應該掌握和了解數控機床的額定功率大小、主軸速度和進給速度限定范圍、刀位數量、刀具系統以及機床其他附件等方面的內容。通常小型數控機床具有較高的主軸速度和較低的額定功率；而大型機床具有較低的主軸速度和較高的額定功率。
3．數控系統性能分析
數控系統性能分析包括控制系統的類型、坐標系的定義方式、主軸轉速范圍、進給速度的定義、刀具的識別和編號方法、對圓弧插補的要求、軸的連動方式、拐角控制方法、刀具運動（快速運動、直線運動和圓弧運動）的模式等方面的內容；還包括數控程序的格式，數控程序的語法結構，常見的數控編程指令及其使用規則。
控制系統作為數控機床的核心部分，在進行數控程序規劃時，編程員必須對控制系統的標準指令有一個清晰地了解，只有這樣，才能使用數控系統的特有功能和科學的編程方法，比如加工循環、子程序、宏指令和其他功能。
建議編程員能夠很好地了解數控機床和數控系統，這對于編寫高水平、高質量的數控程序非常有用，也更具有創新意義。數控系統功能的有效利用和數控程序的質量，反映了編程員對數控機床及其數控系統功能的了解程度。
一個重要的原因，是編程員在進行零件數控程序規劃過程中，當然也包括后續的數控編程，增加了編程員的個人經驗和專業知識。
4．零件數控編程數據處理
由于零件設計圖主要反映了設計人員的設計思想，在零件的形狀特點、尺寸，以及零件表面之間的相互位置關系等方面考慮得多一些。在零件結構上、加工工藝性等方面，很少或沒有考慮對加工的影響。這包括以下內容：
（1）設計基準轉換數據處理表現為零件圖上的設計基準由反映設計思想的特征元素——點、線、面組成，也是建立零件坐標系的依據，加工坐標系的建立過程即是將設計基準和零件坐標系聯系起來的過程。加工坐標系作為加工的基準，一是考慮設計基準是否適合建立零件的加工坐標系，即能否根據設計基準來建立；如果不適合，如何進行轉換；二是考慮由設計基準確定的加工坐標系，其位置是否方便找正；三是考慮坐標系原點對于數控編程計算是否簡單。
（2）零件加工圖形處理主要考慮零件的數控加工工藝性，對零件圖形進行必要的數學處理和數值計算。具體可以概括為以下內容：簡化零件圖形提取零件設計圖中的曲線和曲面（特征）作為數控加工圖形；或者壓縮某些與制造無關的特征，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，可明顯感覺到編程直觀，同時提高運算速度和使刀位軌跡合理。補全零件圖形根據零件數控加工的要求，重新構造或補充滿足要求的圖形。增加一些加工輔助線或輔助面，構建刀具軌跡限制邊界。
（3）基點、節點和刀位點的計算表現為零件的輪廓曲線由直線、圓弧、二次曲線等不同的幾何元素組成，在編制程序前，必須對加工軌跡的一些坐標值進行計算，作為程序刀位點的輸入數據。數據計算包括基點計算、節點計算等。對于復雜的加工曲線和曲面，必須使用計算機輔助計算。
5．數控工藝路線設計
數控工藝路線設計是編程員結合機床具體情況，考慮工件的定位，設計夾具或選用夾具和輔助工裝及數控加工方案設計的整個構思過程。
首先確定最終零件的數控加工圖形或模型；然后確定零件的加工坐標系，為減少定位誤差，加工坐標系應盡量與設計基準重合；最后進行數控加工方案設計，包括加工區域劃分、加工路線確定和加工工序設計等方面的內容。
6．編寫數控加工程序
根據確定的加工路線、刀具號、切削用量、輔助動作以及數值計算的結果，按照數控機床規定的使用功能指令代碼及程序段格式，逐段編寫加工程序。此外還應附上必要的加工示意圖、刀具布置圖、機床調整卡、工序卡及必要的說明等。
數控編程的過程是逐步完善數控工藝方案的過程，由于工藝方案是預先設想的，不一定全面，因此在數控編程中要不斷調整和改進。
7．數控程序校驗
數控程序的驗證工作是不可缺少的環節。不能因為時間來不及或思想上的僥幸心理，放棄驗證工作。程序校驗的主要內容包括：
●???數控程序是否存在語法錯誤，輸入數據是否有效，即數控系統能否識別。
●???數控程序是否完整、合理。
●???刀具運動軌跡是否正確。
編好的數控程序通常可以通過在機床顯示屏上顯示刀具路徑即刀具的運動軌跡，來檢驗程序的正確性。
首件試切削程序校驗部分的內容只能證明刀具軌跡運動的正確性，因此要對工件進行首件試切，以檢驗以下方面的內容：
●???刀具、刀柄與夾具、機床之間是否存在干涉，能否發生碰撞。
●???選擇刀具是否合理，能否滿足加工要求，是否存在過切現象。
●???切削用量是否合理，程序中的主軸轉速、進給速度和切削深度等給定數值能否滿足加工要求。
根據實際驗證的內容如干涉、過切區域，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行必要的處理和調整。對于加工誤差應分析加工誤差產生的原因，予以修正，以便最終達到滿足零件的精度要求和加工質量的目標。
8．數控文件固化
完成以上工作后，就必須對所有的數控工藝文件進行完善、固化并存檔。以下列舉了常見的數控工藝文件，這些文件可以根據具體情況加以完善和增減。
●???數控程序清單。
●???數控程序文本，也可以為存儲介質。
●???加工路徑圖。
●???數控工步卡。
●???數控工藝規程或工序圖表。
●???操作說明書。
●???工裝清單。
●???刀具清單。
●???毛坯圖。
●???零件定位及裝夾示意圖、操作說明書。
數控調試和加工注意事項。?
(來源：互聯網)
