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數(shù)控編程的學(xué)習(xí)心得論文
數(shù)控編程的學(xué)習(xí)心得論文
【摘 要】介紹入門(mén)學(xué)習(xí)數(shù)控編程應(yīng)該掌握的的一些基本知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法，對(duì)幾種常用數(shù)控機(jī)床的一些基本編程要點(diǎn)和技巧做些簡(jiǎn)短說(shuō)明以及對(duì)學(xué)好學(xué)精數(shù)控編程這門(mén)技術(shù)應(yīng)該作何前期準(zhǔn)備的一個(gè)簡(jiǎn)單論述。
為廣大初學(xué)者學(xué)習(xí)數(shù)控編程技術(shù)提供一些基本學(xué)習(xí)方法。
【關(guān)鍵詞】數(shù)控編程;學(xué)習(xí);數(shù)控機(jī)床
隨著我國(guó)制造業(yè)快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床以具有自動(dòng)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(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)、容易實(shí)現(xiàn)群控和良好的經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn)，迅速的占領(lǐng)制造業(yè)的市場(chǎng)。
對(duì)于機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)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(xué)好數(shù)控加工技術(shù)對(duì)于今后的就業(yè)就有著更加重要的意義。
筆者在此提出自己在學(xué)習(xí)和實(shí)際操作數(shù)控機(jī)床時(shí)的一些心得體會(huì)以供廣大初學(xué)者參考。
一、數(shù)控機(jī)床的加工原理
學(xué)習(xí)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(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、加工過(guò)程的切削速度、進(jìn)給速度、工件和刀具的交換、冷卻液的開(kāi)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(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后發(fā)出控制命令是個(gè)坐標(biāo)軸、主軸及輔助動(dòng)作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)零件的加工。
二、數(shù)控加工中涉及的坐標(biāo)系
數(shù)控機(jī)床上各個(gè)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件的動(dòng)作都是由數(shù)控驅(qū)動(dòng)單元(CNC裝置)控制的。
因此為了建立各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件相對(duì)于機(jī)床的相對(duì)位置的量化關(guān)系可借助坐標(biāo)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這個(gè)坐標(biāo)系是機(jī)床出廠是生產(chǎn)廠家已經(jīng)確定的稱(chēng)為機(jī)床坐標(biāo)系，建立機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)稱(chēng)之為機(jī)床原點(diǎn)或零點(diǎn)。
參考點(diǎn)是機(jī)床上坐標(biāo)系中一個(gè)固定不變的位置點(diǎn)。
通常將參考點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)置為同一點(diǎn)，所以有些機(jī)床上回參考點(diǎn)操作也叫回零點(diǎn)操作。
在數(shù)控編程中通常以零件圖上某一點(diǎn)來(lái)建立坐標(biāo)系進(jìn)行編程，這個(gè)點(diǎn)稱(chēng)之為工件編程零點(diǎn)，這個(gè)坐標(biāo)系稱(chēng)為工件坐標(biāo)系。
建立工件坐標(biāo)系的目的在于方便和簡(jiǎn)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(dòng)編程。
兩種編程方法各有優(yōu)缺點(diǎn)和適用于不同的加工范圍。
手工編寫(xiě)的程序具有程序簡(jiǎn)單精煉、易于讀懂、程序調(diào)整容易、適用于編寫(xiě)比較簡(jiǎn)單的零部件的加工程序，但是手工編程難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面的加工。
而自動(dòng)編程是指用計(jì)算機(jī)來(lái)編制數(shù)控加工程序，自動(dòng)編程的效率高、正確性好、操作安全可靠、能實(shí)現(xiàn)手工編程無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜曲面的加工，但自動(dòng)編程編寫(xiě)的程序比較冗長(zhǎng)、不精煉、有些情況下走到軌跡不是很合理比較耗費(fèi)工時(shí)，所以編程人員要根據(jù)零件實(shí)際情況選擇合理對(duì)的編程方式。
四、常用機(jī)床的編程
(1)數(shù)控車(chē)床編程。
數(shù)控車(chē)削加工過(guò)程中通常會(huì)用到車(chē)削循環(huán)指令，車(chē)削循環(huán)指令主要有簡(jiǎn)單車(chē)削循環(huán)指令和復(fù)合循環(huán)車(chē)削指令，而簡(jiǎn)單車(chē)削循環(huán)指令與復(fù)合車(chē)削循環(huán)指令里面又各包含幾種不同的車(chē)循循環(huán)指令。
面對(duì)不同的車(chē)削循環(huán)指令究竟該用哪一種合理，依賴(lài)于學(xué)習(xí)者對(duì)各種車(chē)削循環(huán)指令的走刀軌跡及走刀特點(diǎn)有一定的了解才能做出合理的選擇。
對(duì)于車(chē)削比較細(xì)長(zhǎng)的工件而用到尾座和頂尖時(shí)，編寫(xiě)加工程序時(shí)應(yīng)謹(jǐn)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(chē)削錐面和圓弧時(shí)由于刀位點(diǎn)的變動(dòng)，往往會(huì)造成過(guò)切或欠切的現(xiàn)象，可借助刀尖半徑補(bǔ)償功能來(lái)消除此類(lèi)加工誤差。
(2)數(shù)控銑床編程。
數(shù)控銑主要用于加工平面類(lèi)、變斜角類(lèi)、曲面類(lèi)、箱體類(lèi)零件。
數(shù)控銑床在加工過(guò)程中實(shí)際是控制刀具中心軌跡來(lái)實(shí)現(xiàn)銑削加工的，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(dá)不到圖紙的要求。
決解這個(gè)問(wèn)題的方法主要有兩種：一是編程時(shí)在相應(yīng)的尺寸上加上或減去一個(gè)刀具半徑，二是運(yùn)用刀具半徑補(bǔ)償功能來(lái)補(bǔ)償一個(gè)刀具半徑。
在建立刀補(bǔ)的過(guò)程中刀具首先運(yùn)動(dòng)到程序中指定的目標(biāo)位置，然后再根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償中儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)相對(duì)與原軌跡偏離一個(gè)距離，所以在建立刀具半徑補(bǔ)償時(shí)建立刀補(bǔ)的距離必須大于刀具半徑。
而且建立與取消刀補(bǔ)必須在G01和G00上進(jìn)行。
在有些情況下為了防止在加工零件表面留下進(jìn)刀痕跡可選擇圓弧切入切出的方式進(jìn)行進(jìn)刀。
另外通過(guò)修改刀具半徑補(bǔ)中存儲(chǔ)的數(shù)值還可實(shí)現(xiàn)粗精加工。
當(dāng)數(shù)控機(jī)床用到多把刀進(jìn)行加工時(shí)，在對(duì)刀的過(guò)程中只有第一把刀的X、Y、Z三個(gè)方向都要進(jìn)行對(duì)刀操作其它刀具只需進(jìn)行Z方向?qū)Φ恫僮骷纯伞?/p>
(3)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(fù)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(chē)數(shù)控銑最大區(qū)別在于數(shù)控加工中心有刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置。
對(duì)于不同規(guī)格的加工中心擁有不同數(shù)量刀具的刀庫(kù)，故刀具從刀具庫(kù)轉(zhuǎn)到換刀位所需要的時(shí)間有長(zhǎng)有短，因此在編寫(xiě)換刀指令時(shí)也比較靈活。
例如：當(dāng)?shù)毒叻祷氐綋Q刀點(diǎn)的時(shí)間小于從刀具庫(kù)選刀的時(shí)間，為提高生產(chǎn)效率減少等待換刀的時(shí)間可將選刀動(dòng)作指令編寫(xiě)在換刀指令之前，在銑削的同時(shí)進(jìn)行選刀。
另外加工中心通常用長(zhǎng)度補(bǔ)償指令來(lái)設(shè)置Z向零點(diǎn)。
所以在設(shè)定工件坐標(biāo)系時(shí)通常僅僅在X、Y兩個(gè)方向上進(jìn)行零點(diǎn)偏置，Z向不進(jìn)行偏置采取直接置零。
當(dāng)機(jī)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(shí)機(jī)床坐標(biāo)系的Z值減去塊規(guī)高度后將其輸入到刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值中，實(shí)現(xiàn)Z向零點(diǎn)的設(shè)定。
通常情況下在編寫(xiě)加工中心加工程序時(shí)應(yīng)以工序集中原則進(jìn)行編寫(xiě)。
五、數(shù)控仿真的應(yīng)用
實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。
掌握了一定的數(shù)控編程技術(shù)理論基礎(chǔ)后，不進(jìn)行實(shí)際操作只在紙上談兵也是不行的。
初學(xué)者直接在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行操作練習(xí)，難免會(huì)因不熟練或誤操作而導(dǎo)致造成機(jī)床設(shè)備的損壞。
而且對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來(lái)講也不可能有較多的實(shí)際上機(jī)操作練習(xí)的機(jī)會(huì)。
數(shù)控仿真則提供了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)平臺(tái)供學(xué)習(xí)者來(lái)進(jìn)行模擬上機(jī)操作。
初學(xué)者有足夠的時(shí)間和機(jī)會(huì)在數(shù)控仿真軟件進(jìn)行各種數(shù)控機(jī)床的操作練習(xí)，并且初學(xué)者可通過(guò)仿真來(lái)實(shí)際感受加工環(huán)境、刀具毛坯的安裝、切削加工過(guò)程、觀察各種指令的走刀軌跡。
另外數(shù)控仿真同樣可對(duì)加工程序進(jìn)行快速精確的校驗(yàn)，以防止加工時(shí)出現(xiàn)干涉碰刀現(xiàn)象。
在數(shù)控仿真上進(jìn)行模擬操作幾乎與實(shí)際機(jī)床上的操作是一樣的，因此它在一定程度上可以達(dá)到佷好的操作練習(xí)的目的。
六、進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)控的必要準(zhǔn)備
前面提到過(guò)對(duì)于一些比較復(fù)雜的曲面單靠人工進(jìn)行編程往往是比較困難的，運(yùn)用一些編程軟件進(jìn)行自動(dòng)編程可很好的解決這一難題。
因此要想學(xué)好、學(xué)精數(shù)控編程這一門(mén)技術(shù)僅僅學(xué)習(xí)人工編程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還得學(xué)習(xí)一些自動(dòng)編程的知識(shí)，兩者結(jié)合在一起用才行。
目前我國(guó)應(yīng)用的比較多自動(dòng)編程軟件有：國(guó)產(chǎn)的CAXA、美國(guó)的Pro/Engineer、UG CAD/CAM系統(tǒng)、Mastercam、以色列的CIMATRON等軟件，這些自動(dòng)編程軟件在自動(dòng)編程過(guò)程比較重要的一步是對(duì)零件進(jìn)行幾何建模。
所以學(xué)習(xí)者在學(xué)好手工編程的基礎(chǔ)上還得學(xué)習(xí)當(dāng)今一些主流編程的基本建模方法和技巧。
雖然當(dāng)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(lái)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的功能進(jìn)行拓展。
故學(xué)習(xí)一定的用戶宏程序知識(shí)對(duì)于今后在數(shù)控行業(yè)的發(fā)展還是很有必要的。
一個(gè)優(yōu)秀的數(shù)控編程技術(shù)人員應(yīng)不僅滿足編寫(xiě)出零件輪廓的加工程序，還應(yīng)做到所編寫(xiě)的程序加工效率高、工藝性好、工藝參數(shù)選用合理、加工出來(lái)的零件合格率高、刀具壽命長(zhǎng)、加工過(guò)程對(duì)機(jī)床壽命影響小。
另外學(xué)好數(shù)控編程技術(shù)并不僅僅在于一朝一夕的努力刻苦學(xué)習(xí)，必須通過(guò)長(zhǎng)期堅(jiān)持不懈的努力鉆研和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的積累才能培養(yǎng)出優(yōu)秀的數(shù)控技術(shù)人才。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]彭永中，張永春.數(shù)控技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社
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