淺議數(shù)控編程學習和心得

1、淺議數(shù)控編程學習和心得【摘要】介紹入門學習數(shù)控編程應(yīng)該掌握的的一 些基本知識點和學習方法，對幾種常用數(shù)控機床的一些基本 編程要點和技巧做些簡短說明以及對學好學精數(shù)控編程這 門技術(shù)應(yīng)該作何前期準備的一個簡單論述。為廣大初學者學 習數(shù)控編程技術(shù)提供一些基本學習方法。【關(guān)鍵詞】數(shù)控編程；學習；數(shù)控機床隨著我國制造業(yè)快速發(fā)展，數(shù)控機床以具有自動化程度 高、生產(chǎn)率高、柔性好、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定、易于 建立與計算機間的通信聯(lián)絡(luò)、容易實現(xiàn)群控和良好的經(jīng)濟效 益等優(yōu)點，迅速的占領(lǐng)制造業(yè)的市場。對于機械制造專業(yè)的 學生來講，今后畢業(yè)將從事的行業(yè)很可能是數(shù)控加工行業(yè)。 因此學好數(shù)控加工技術(shù)對于今后的就業(yè)就有

2、著更加重要的 意義。筆者在此提出自己在學習和實際操作數(shù)控機床時的一 些心得體會以供廣大初學者參考。一、數(shù)控機床的加工原理學習數(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 具與工件的相對運動軌跡、加工過程的切削速度、進給速度、 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，先進行相應(yīng)的運算、處理，然后發(fā)出控 制命令是個坐標軸、主軸及輔助動作相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)刀具與 工件間的相對運動實現(xiàn)零件的加工。二、數(shù)控加工中涉及的坐標系數(shù)控機床上各個運動執(zhí)行部件的動作都是由數(shù)控驅(qū)動

3、 單元（cnc裝置）控制的。因此為了建立各個運動部件相對 于機床的相對位置的量化關(guān)系可借助坐標系來實現(xiàn)。這個坐 標系是機床出廠是生產(chǎn)廠家已經(jīng)確定的稱為機床坐標系，建 立機床坐標系的原點稱之為機床原點或零點。參考點是機床 上坐標系中一個固定不變的位置點。通常將參考點與機床坐 標系原點設(shè)置為同一點，所以有些機床上回參考點操作也叫 回零點操作。在數(shù)控編程中通常以零件圖上某一點來建立坐 標系進行編程，這個點稱之為工件編程零點，這個坐標系稱 為工件坐標系。建立工件坐標系的目的在于方便和簡化編 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 編程。兩種編程方法各有優(yōu)缺點和適用于不同

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

5、含幾種不同的車循循環(huán)指令。面對不同的車削循 環(huán)指令究竟該用哪一種合理，依賴于學習者對各種車削循環(huán) 指令的走刀軌跡及走刀特點有一定的了解才能做出合理的 選擇。對于車削比較細長的工件而用到尾座和頂尖時，編寫 加工程序時應(yīng)謹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由于刀位點的 變動，往往會造成過切或欠切的現(xiàn)象，可借助刀尖半徑補償 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 床在加工過程中實際是控制刀具中心軌跡來實現(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 方面必然達不到圖紙的

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

7、作其它刀具只需進行z方向?qū)Φ恫僮骷纯伞＃?）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換 刀裝置。對于不同規(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間有長有短，因 此在編寫換刀指令時也比較靈活。例如：當?shù)毒叻祷氐綋Q刀 點的時間小于從刀具庫選刀的時間，為提高生產(chǎn)效率減少等 待換刀的時間可將選刀動作指令編寫在換刀指令之前，在銃 削的同時進行選刀。另外加工中心通常用長度補償指令來設(shè) 置z向零點。所以在設(shè)定工件坐標系時通常僅僅在x、y兩 個方向上進行零點偏置，z向

8、不進行偏置采取直接置零。當 機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 機床坐標系的z值減去塊規(guī)高度后將其輸入到刀具長度補償 值中，實現(xiàn)z向零點的設(shè)定。通常情況下在編寫加工中心加 工程序時應(yīng)以工序集中原則進行編寫。五、數(shù)控仿真的應(yīng)用實踐是檢驗真理的唯一標準。掌握了一定的數(shù)控編程技 術(shù)理論基礎(chǔ)后，不進行實際操作只在紙上談兵也是不行的。 初學者直接在數(shù)控機床上進行操作練習，難免會因不熟練或 誤操作而導致造成機床設(shè)備的損壞。而且對于一個初學者來 講也不可能有較多的實際上機操作練習的機會。數(shù)控仿真則 提供了一個很好的學習平臺供學習者來進行模擬上機操作。 初學者有足夠的時間和機會在數(shù)控仿真軟件

9、進行各種數(shù)控 機床的操作練習，并且初學者可通過仿真來實際感受加工環(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)控仿真同樣可對加工程序進行快速精確的校 驗，以防止加工時出現(xiàn)干涉碰刀現(xiàn)象。在數(shù)控仿真上進行模 擬操作幾乎與實際機床上的操作是一樣的，因此它在一定程 度上可以達到很好的操作練習的目的。六、進一步學習數(shù)控的必要準備前面提到過對于一些比較復雜的曲面單靠人工進行編 程往往是比較困難的，運用一些編程軟件進行自動編程可很 好的解決這一難題。因此要想學好、學精數(shù)控編程這一門技 術(shù)僅僅學習人工編程是遠遠不夠的，還得學習一些自動編程 的知識，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 些自動編程軟件在自動編程過程比較重要的一步是對零件 進行幾何建模。所以學習者在學好手工編程的基礎(chǔ)上還得學 習當今一些主流編程的基本建模方法和技巧。雖然當今的數(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數(shù)控系統(tǒng)的功能進行拓展。故學習一定的用戶宏程序知識對于今后在數(shù)控行業(yè)的發(fā)展 還是很有必要的。一個優(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