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數(shù)控編程技巧
數(shù)控編程技巧【1】
摘 要：數(shù)控已在機(jī)械行業(yè)中占有較大的市場(chǎng)，機(jī)床已得到了廣泛的應(yīng)用，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中我們應(yīng)發(fā)揮機(jī)床的特點(diǎn)，巧用程序中的指令及工藝，提高工件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
本人通過(guò)多年的數(shù)控理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)闡述數(shù)控編程方面的技巧。
關(guān)鍵詞：數(shù)控 編程 走刀路線 循環(huán)指令 G代碼
正文：數(shù)控機(jī)床適用性較強(qiáng)，我們應(yīng)發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)編程與操作的手段盡量提高加工效率。
數(shù)控編程分為手工和自動(dòng)編程兩種，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的零件，手工編程比較簡(jiǎn)單，而且經(jīng)濟(jì)、及時(shí)。
因此手工編程應(yīng)用廣泛，只有對(duì)形狀復(fù)雜的工件采用自動(dòng)編程。
以下談?wù)勗跀?shù)控編程技巧。
1 工件原點(diǎn)的選擇
工件原點(diǎn)又稱編程原點(diǎn)。
為了方便編程，首先要在零件圖上選定一個(gè)編程原點(diǎn)，并以此點(diǎn)為原點(diǎn)建立一個(gè)新的坐標(biāo)系，稱編程坐標(biāo)系或零件坐標(biāo)系。
為了方便于坐標(biāo)點(diǎn)的計(jì)算、加工過(guò)程中的對(duì)刀以及滿足設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)的統(tǒng)一，保證加工精度，在數(shù)控車床上編程原點(diǎn)一般設(shè)在工件的右端面或左端面與主軸回轉(zhuǎn)中心線的交點(diǎn)上;在數(shù)控銑床上，為了方便編程，一般要根據(jù)工件形狀和標(biāo)注尺寸的基準(zhǔn)，以及計(jì)算最方便的原則來(lái)確定工件上某一點(diǎn)為工件原點(diǎn)。
2 走刀路線的選擇與優(yōu)化
主要遵循以下原則：
(1)保證零件的加工精度和表面粗糙度。
銑床上加工位置精度要求較高的孔系時(shí)，如果加工孔順序安排不當(dāng)，就可將坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。
如圖所示零件上六個(gè)尺寸相同的孔，有兩種走刀路線，如圖1(b)、(c)。
如采用(b)圖加工路線加工時(shí)，由于5、6孔與1、2、3、4孔定位方向相反，x向反向間隙會(huì)使定位誤差增加，從而影響5、6孔與其他孔的位置精度;如采用圖c加工路線加工時(shí)，加工完4孔后往上移動(dòng)一段距離，然后在折回來(lái)再進(jìn)行5、6孔的加工，使各孔的加工進(jìn)給方向一致，避免反向間隙的引入，提高了5、6孔的位置精度。
(如圖1)
刀具的進(jìn)退刀路線要盡量避免在輪廓處停刀或垂直切入切出工件，以免留下刀痕。
(2)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，提高加工效率。
(如圖2)
如圖2所示，(b)圖的進(jìn)刀路線可使各孔間距的總和最小，空程最短，節(jié)省定位時(shí)間。
(3)最終輪廓一次走刀完成
如圖所示，(a)圖采用行切法加工內(nèi)輪廓，不留死角，但兩次走刀的起點(diǎn)和終點(diǎn)間留有殘余高度，影響表面粗超度，(b)圖采用環(huán)切法，表面粗超度小，但刀位計(jì)算略為復(fù)雜，走刀路線也較行切法長(zhǎng)。
(c)圖的走刀路線為先用行切法，再用環(huán)切法，使表面光整。
所以方案c最佳。
(如圖3)
3 循環(huán)指令的合理選用
在FANUC oi數(shù)控系統(tǒng)中，切削循環(huán)加工指令有很多種，每一種指令都有其各自的加工特點(diǎn)，工件加工后的加工精度也有所不同，所以我們?cè)谶x擇的時(shí)候要仔細(xì)分析每個(gè)指令的特點(diǎn)，合理選用，爭(zhēng)取加工出精度較高的零件。
G71、G72與G73的選擇。
G71為外圓粗車循環(huán)指令，它適用于軸向尺寸較長(zhǎng)的棒料毛坯的加工，需多次走刀才能完成的粗加工。
但該指令的應(yīng)用有它的局限性，即零件輪廓必須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)遞增或遞減。
G72為端面粗車循環(huán)指令，它也是一種復(fù)合循環(huán)指令。
與G71不同的是該指令適用于Z向余量小、X向余量大的回轉(zhuǎn)體零件的粗加工，所加工零件輪廓同樣必須符合X軸、Z軸方向同時(shí)單調(diào)遞增或遞減。
G73為復(fù)合固定循環(huán)指令，它是一種多次成形封閉循環(huán)指令，該指令適于粗車輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的毛坯，如：鑄件、鍛件類毛坯。
對(duì)零件的單調(diào)性沒(méi)有要求。
使用G71、G72指令則會(huì)產(chǎn)生許多無(wú)效切削，且浪費(fèi)時(shí)間。
這三個(gè)指令不可同時(shí)混淆使用。
G92與G76的選擇。
G92是直切法切削，X向進(jìn)刀的同時(shí)Z向切入點(diǎn)不變化適合小螺距，但牙形精度較高。
由于刀具移動(dòng)切削均靠編程完成，所以加工程序較長(zhǎng)，由于刀刃在加工中易磨損，因此在加工中要經(jīng)常測(cè)量。
比如需加工高精度、大螺距的螺紋，則可采用G92、G76混用的辦法，即先用G76進(jìn)行螺紋粗加工，用G92進(jìn)行精加工。
需要注意的是粗精加工時(shí)的起刀點(diǎn)要相同，以防止螺紋亂扣的產(chǎn)生。
G76是斜切法切削，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算每一刀的切入點(diǎn)，即每一刀x向進(jìn)刀的同時(shí)z向切入點(diǎn)會(huì)向前變化，終點(diǎn)不變，適合大螺距螺紋，也有利的保護(hù)了刀具，但牙形精度較差。
但工藝性比較合理，編程效率較高。
4 G代碼與M代碼指令的應(yīng)用
4.1 G28與G29
參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)，通過(guò)參考點(diǎn)返回功能刀具可以容易地移動(dòng)到該位置。
參考點(diǎn)主要用作自動(dòng)換刀或設(shè)定坐標(biāo)系。
G28為返回參考點(diǎn)指令，它用以表示各軸以快速移動(dòng)速度定位到中間點(diǎn)或參考點(diǎn)。
因此，為了安全，在執(zhí)行該指令之前，應(yīng)該清除刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償。
G29為從參考點(diǎn)返回指令，從參考點(diǎn)經(jīng)過(guò)中間點(diǎn)沿著指定軸自動(dòng)地移動(dòng)到指定點(diǎn)。
實(shí)際加工中，應(yīng)巧妙利用返回參考點(diǎn)指令，可以提高產(chǎn)品的精度。
4.2 M00與M05
M00為程序暫停指令，M05為主軸停轉(zhuǎn)指令。
系統(tǒng)執(zhí)行M00指令時(shí)，進(jìn)給、切削液停止，但是主軸仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，如果與M05指令結(jié)合使用，主軸停轉(zhuǎn)，就可進(jìn)行某一手動(dòng)操作，如換刀、零件的調(diào)頭、測(cè)量零件尺寸等。
系統(tǒng)保持這種狀態(tài)，直到重新啟動(dòng)機(jī)床，繼續(xù)執(zhí)行M00程序段后面的程序。
4.3 M98與M99
M98為程序調(diào)用指令，M99返回主程序指令。
某些被加工的零件中，常常會(huì)出現(xiàn)幾何形狀完全相同的加工軌跡，在程序編制中，將有固定順序和重復(fù)模式的程序段，作為子程序存放，可使程序簡(jiǎn)單化，主程序執(zhí)行過(guò)程中如果需要某一個(gè)子程序，可以通過(guò)M98指令調(diào)用子程序，執(zhí)行完后通過(guò)M99返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行后面的程序段。
4.4 G00與G01
G00指令為快速定位指令，G01為直線插補(bǔ)指令。
G00指令使刀具移動(dòng)的速度是由機(jī)床系統(tǒng)設(shè)定的，G01指令使刀具移動(dòng)的速度是根據(jù)切削要求確定的，在程序段中，只要刀具做進(jìn)刀和退刀動(dòng)作(刀具與工件無(wú)接觸)，都盡量使用G00指令，以提高零件的生產(chǎn)效率。
4.5 G04
G04為時(shí)間暫停指令。
程序在執(zhí)行到某一段后，需要暫停一段時(shí)間，進(jìn)行某些人為的調(diào)整。
當(dāng)暫停時(shí)間一到，繼續(xù)執(zhí)行下一段程序。
總之，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，我們必須要在編程中掌握一定的技巧，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，編制出合理、高效的加工程序，能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，讓學(xué)生在以后的工作中學(xué)有所用。
參考文獻(xiàn)
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數(shù)控編程的技巧【2】
摘要： 數(shù)控機(jī)床是信息技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，代表了現(xiàn)代基礎(chǔ)機(jī)械的技術(shù)水平與發(fā)展趨勢(shì)。
近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床工業(yè)發(fā)展較快，目前已有數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠近百家。
同時(shí)有一個(gè)更為突出的問(wèn)題：勞動(dòng)力市場(chǎng)出現(xiàn)數(shù)控技術(shù)應(yīng)用型人才的嚴(yán)重短缺，媒體不斷呼吁“高薪難聘高素質(zhì)的數(shù)控技工” 。
高素質(zhì)的數(shù)控技工既是：“懂工藝、會(huì)編程、能操作”的數(shù)控技能人才。
如何成為熟練的編程人員，談一些自己的看法。
關(guān)鍵詞： 數(shù)控;編程;技巧
1 具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)
數(shù)控機(jī)床加工受控于程序指令，加工的全過(guò)程都是按程序指令自動(dòng)進(jìn)行的。
數(shù)控機(jī)床加工程序不僅要包括零件的工藝過(guò)程，而且還要包括切削用量，走刀路線，刀具尺寸以及機(jī)床的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
我們要想熟練的掌握數(shù)控編程，首先必須了解數(shù)控機(jī)床的組成及工作原理，對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)方式、刀具系統(tǒng)、切削規(guī)范以及工件的裝夾方法都要非常熟悉。
其次要具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，例如在手工編程中要遇到一些復(fù)雜形狀零件的基點(diǎn)的計(jì)算，可根據(jù)零件圖樣給定的尺寸，運(yùn)用代數(shù)、三角函數(shù)、幾何或解析幾何的有關(guān)知識(shí)，直接求出數(shù)值。
再次，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、離散數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，編譯原理，這些是計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)，如果不掌握它們，很難寫出高水平的程序。
程序人人都會(huì)寫，但當(dāng)你發(fā)現(xiàn)寫到一定程度很難提高的時(shí)候，就應(yīng)該回過(guò)頭來(lái)學(xué)學(xué)這些最基本的理論。
同時(shí)，金屬切削與刀具也是我們必須要掌握的基礎(chǔ)知識(shí)，在實(shí)習(xí)的過(guò)程中，用相同的加工程序加工出來(lái)的零件表面粗糙度卻有較大的差別，這主要是刀具的角度刃磨不合理，刀具的刃磨在數(shù)控加工中顯得尤為重要。
2 豐富的想象力
不要拘泥于固定的思維方式，遇到問(wèn)題時(shí)要多想幾種解決問(wèn)題的方案，試試別人從未想到的方法，豐富的想象力是建立在豐富的知識(shí)基礎(chǔ)上，除計(jì)算機(jī)之外，多涉獵其它的學(xué)科，比如天文、地理、數(shù)學(xué)等等。
開(kāi)闊的思維對(duì)程序員來(lái)說(shuō)很重要。
3 最簡(jiǎn)單的是最好的
這也許是所有科學(xué)都遵循的一條準(zhǔn)則，簡(jiǎn)單的方法更容易被人理解，更容易實(shí)現(xiàn)，更容易維護(hù)。
遇到問(wèn)題時(shí)優(yōu)先考慮最簡(jiǎn)單的方案，只有簡(jiǎn)單方案不能滿足時(shí)再考慮復(fù)雜的方案。
例如簡(jiǎn)單的外圓加工，我們就可以直接利用G01來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)必要用G71來(lái)加工。
再例如在數(shù)控銑削加工中，如果要實(shí)現(xiàn)零件的粗精加工，可以將刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡編制成子程序，通過(guò)改變刀具半徑補(bǔ)償值和調(diào)用子程序來(lái)加工。
4 不鉆牛角尖
當(dāng)你遇到障礙時(shí)，不妨?xí)簳r(shí)遠(yuǎn)離電腦，看看窗外的風(fēng)景，聽(tīng)聽(tīng)輕音樂(lè)，和朋友聊聊天。
當(dāng)我編程遇到障礙的時(shí)候，我會(huì)暫時(shí)看會(huì)報(bào)紙或者雜志，讓負(fù)責(zé)編程的那部分大腦細(xì)胞得到充分的休息。
當(dāng)重新開(kāi)始工作的時(shí)候，我會(huì)發(fā)現(xiàn)那些難題會(huì)迎刃而解。
5 對(duì)答案的渴求
人類自然科學(xué)的發(fā)展史就是一個(gè)渴求得到答案的過(guò)程，即使只能得到答案的一小部分也值得我們?nèi)ジ冻觥?/p>
只要你堅(jiān)定信念，一定能找到答案，你才會(huì)付出精力去探索，即使最后沒(méi)有得到答案，在過(guò)程中你也會(huì)學(xué)到很多東西。
例如剛開(kāi)始學(xué)習(xí)用宏程序加工橢圓，程序怎么也不運(yùn)行，第二天重新仔細(xì)看了一遍，原來(lái)在三角函數(shù)的角度外面忘記加一個(gè)中括號(hào)。
雖然我第一天沒(méi)有把程序編制成功，但是我在這個(gè)過(guò)程中至少對(duì)變量的使用、控制語(yǔ)句加深了理解。
當(dāng)然在三角函數(shù)的角度上一定要加中括號(hào)這一點(diǎn)，使我牢記心中。
6 多與別人交流
三人行必有我?guī)�，也許和別人一次不經(jīng)意的談話中，就可以迸發(fā)出靈感的火花。
多讀讀別人的程序，看看別人對(duì)問(wèn)題的看法，會(huì)對(duì)你有很大啟發(fā)。
例如下圖的加工實(shí)例，我就從別人的程序中學(xué)到了很好的編程思想和非常有用的見(jiàn)解，寫出來(lái)大家共享。(圖1)
尺寸為?準(zhǔn)100x25mm的圓柱加工20個(gè)半徑均為5.0mm的花邊槽(僅編制銑削花邊槽的程序)。(表1)
上面編寫的普通程序綜合運(yùn)用了子程序的嵌套、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。
每次加工完一個(gè)孔，然后將坐標(biāo)系繞工件原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)18°，程序非常簡(jiǎn)潔。
這又進(jìn)一步拓寬了我的編程思路，向更高方向的發(fā)展邁進(jìn)了一步。
7 良好的編程風(fēng)格
注意養(yǎng)成良好的習(xí)慣，如程序中要使用程序段號(hào)、字與字之間要有空格、多寫注釋語(yǔ)句等，使程序清晰，便于閱讀和修改。
大家都知道如何排除代碼中的錯(cuò)誤，卻往往忽視了對(duì)注釋的排錯(cuò)。
注釋是程序的一個(gè)重要的組成部分，它可以使你的代碼更容易理解，而如果代碼已經(jīng)清楚地表達(dá)了你的思想，就不必再加注釋了，如果注釋和代碼不一致，那就更加糟糕。
指令代碼的格式嚴(yán)格按照語(yǔ)法來(lái)書寫，變量的命名規(guī)則要始終一致。
總之，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床由于具有優(yōu)越的加工特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用，我們需要在編程中掌握一定的技巧，編制出合理、高效的加工程序，保證加工出符合圖紙要求的合格工件，同時(shí)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用與充分的發(fā)揮，使數(shù)控車床能安全、可靠、高效地工作。
本文總結(jié)的一些具體結(jié)論適用于FANUC0i數(shù)控機(jī)床，但是它表現(xiàn)的編程思想具有普遍意義。
要編制合理高效的加工程序，必須要熟悉所使用機(jī)床的程序語(yǔ)言并能加以靈活運(yùn)用，了解機(jī)床的主要參數(shù)，深入分析零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料特性及加工工藝等。
參考文獻(xiàn)：
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