数控编程的步骤和方法简介

数控编程,即把零件全部加工工艺过程及其他辅助动作,按动作顺序,用数控机床指定的指令、格式,编成加工程序,然后将程序输入数控机床。

(1)数控编程的步骤

1)分析零件图样,制订工艺方案

编程人员首先要根据零件图,分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等,明确加工的内容和要求,选择合适的数控机床,拟订零件加工方案,确定加工顺序、走刀路线、装夹方法、刀具及合理的切削用量等。并结合所用数控机床的规格、性能、数控系统的功能等,充分发挥机床的效能。加工路线尽可能短,要正确选择对刀点、换刀点,减少换刀次数,提高加工效率。

2)数值计算

在确定了工艺方案后,就需要根据零件的几何尺寸、加工路线等,计算刀具中心运动轨迹,以获得刀位数据。数控系统一般均具有直线插补与圆弧插补功能,对于加工由圆弧和直线组成的较简单的平面零件,只需要计算出零件轮廓上相邻几何元素交点或切点的坐标值,得出各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标值等,就能满足编程要求。当零件的几何形状与控制系统的插补功能不一致时,就需要进行较复杂的数值计算,一般需要使用计算机辅助计算,否则难以完成。

3)编写零件加工程序

在完成上述工艺处理及数值计算工作后,编程人员根据使用数控系统规定的功能指令代码及程序段格式,逐段编写零件加工程序。此外,还应填写有关的工艺文件,如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、工件安装及零点设定卡片等。

4)将程序输入数控机床

目前,常用的方法是将程序通过数控机床操作面板或键盘手工输入,以及利用计算机或网络通信传输的方式输入数控系统。

　　5)程序校验和首件试切

在正式加工之前,必须对程序进行校验和首件试切。通常可采用机床空运行的功能,来检查机床动作和运动轨迹的正确性,以检验程序。在具有CRT图形模拟显示功能的数控机床上,可通过显示走刀轨迹或模拟刀具对工件的切削过程,对程序进行检查。但这些方法只能检验出运动是否正确,不能检验被加工零件的加工精度。因此,要进行零件的首件试切。当发现有加工误差时,分析误差产生的原因,采取尺寸补偿措施,加以修正。

数控编程的内容和步骤可用如图2.13所示的框图表示。

图2.13　数控编程的内容和步骤

(2)数控编程的方法

根据零件复杂程度的不同,数控编程有手工编程和自动编程两种。(www.xing528.com)

1)手工编程

手工编程主要由人工来完成数控机床程序编制各个阶段的工作。一般被加工零件形状不复杂和程序较短时,可采用手工编程的方法。它要求编程人员不仅要熟悉数控指令及编程规则,还要具备数控加工工艺知识和数值计算能力。手工编程的框图如图2.14所示。

图2.14　手工编程的框图

2)自动编程

自动编程即计算机辅助编程,是利用计算机及专用自动编程软件,以人机对话方式确定加工对象和加工条件,自动进行运算并生成指令的编程过程。自动编程主要用于曲线轮廓、三维曲面等复杂型面的编程。利用自动编程,可缩短生产周期,提高机床的利用率,有效地解决各种模具及复杂零件的加工。

自动编程可分为以语言数控自动编程(APT)或绘图数控自动编程为基础的自动编程方法。

①语言数控自动编程(APT)

它是指加工零件的几何尺寸、工艺要求、切削参数及辅助信息等用数控语言编写成零件源程序后,输入计算机中,再由计算机进一步处理得到零件加工程序单。自动编程框图如图2.15所示。

图2.15　自动编程框图

②图数控自动编程

它是指用CAD/CAM软件将零件图形信息直接输入计算机,以人机对话方式确定加工条件,并进行虚拟加工,最终得到加工程序。典型的CAD/CAM软件有UGNX,Pro/E,Master-CAM,Cimatron,CAXA等。

手工编程与自动编程的比较见表2.1。

表2.1　手工编程与自动编程的比较