數控技術知識--數控加工基礎

數控機床程序編制

一.數控機床編程的方法

數控機床程序編制的方法有三種：即手工編程、自動編程和CAD/CAM 。

1. 手工編程

由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，但是，非常費時，且編制復雜零件時，容易出錯。

2. 自動編程

使用計算機或程編機，完成零件程序的編制的過程，對于復雜的零件很方便。

3. CAD/CAM

利用CAD/CAM軟件，實現造型及圖象自動編程。最為典型的軟件是Master CAM，其可以完成銑削二坐標、三坐標、四坐標和五坐標、車削、線切割的編程，此類軟件雖然功能單一，但簡單易學，價格較低，仍是目前中小企業的選擇。

二.數控機床程序編制的內容和步驟

1. 數控機床編程的主要內容

分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進行數學處理、編寫程序清單、制作控制介質、進行程序檢查、輸入程序以及工件試切。

2. 數控機床的步驟

1) 分析零件圖樣和工藝處理

根據圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術要求進行分析，明確加工的內容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設計夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。

同時還應發揮數控系統的功能和數控機床本身的能力，正確選擇對刀點，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉位等輔助時間。

2) 數學處理

編程前，根據零件的幾何特征，先建立一個工件坐標系，根據零件圖紙的要求，制定加工路，在建立的工件坐標系上，首先計算出刀具的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值。

3) 編寫零件程序清單

加工路線和工藝參數確定以后，根據數控系統規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) 程序校驗與首件試切

三.數控加工程序的結構

1. 程序的構成：由多個程序段組成。

O0001；Ｏ（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）機能指定程序號，每個程序號對應一個加工零件。

N010 G92 X0 Y0；分號表示程序段結束

N020 G90 G00 X50 Y60；

...；可以調用子程序。

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，現代數控機床都采用它。地址Ｎ為程序段號，地址Ｇ和數字９０構成字地址為準備功能，...。

2) 可變程序段格式：如B2000 B3000 B B6000；

使用分割符Ｂ各開各個字，若沒有數據，分割符不能省去。常見于數控線切割機床，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。其中的數據嚴格按照順序和長度排列，不得有誤，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02；

零件圖的數學處理

零件圖的數學處理主要是計算零件加工軌跡的尺寸，即計算零件加工輪廓的基點和節點的坐標，或刀具中心輪廓的基點和節點的坐標，以便編制加工程序。

一．基點坐標的計算

一般數控機床只有直線和圓弧插補功能。對于由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時數值計算的主要任務是求各基點的坐標。

1. 基點的含義　　

構成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點。基點可以直接作為其運動軌跡的起點或終點。

2. 直接計算的內容

根據填寫加工程序單的要求，基點直接計算的內容有：每條運動軌跡的起點和終點在選定坐標系中的坐標，圓弧運動軌跡的圓心坐標值。

基點直接計算的方法比較簡單，一般可根據零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據零件圖樣上給定的尺寸運用代數、三角、幾何或解析幾何的有關知識，直接計算出數值。在計算時，要注意小數點后的位數要留夠，以保證足夠的精度。

二．節點坐標的計算

對于一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F（X）組成，如漸開線、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。這時數值計算的任務就是計算節點的坐標。

1. 節點的定義

當采用不具備非圓曲線插補功能的數控機床加工非圓曲線輪廓的零件時，在加工程序的編制工作中，常用多個直線段或圓弧去近似代替非圓曲線，這稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節點。

2. 節點坐標的計算

節點坐標的計算難度和工作量都較大，故常通過計算機完成，必要時也可由人工計算,常用的有直線逼近法（等間距法、等步長法、和等誤差法）和圓弧逼近法。

有人用AutoCAD繪圖，然后捕獲坐標點，在精度允許的范圍內，也是一個簡易而有效的方法。