數控車加工非圓曲線編程探討

吳永鋼 劉 波 楊興隆

（淮海工業集團有限公司，長治 046012）

數字化時代已經來臨，各行各業都在積極向著數字化的方向轉型，制造業也不例外。數控技術的出現，打破了傳統制造業的發展瓶頸，為制造業創造了新的發展機遇。數控技術是數字化控制技術的簡稱，是工作人員編輯好的程序對機械設備進行控制的技術，在編寫的程序中加入對機械設備的運動方式和操作循序等方面的功能，從而更加方便制造。隨著計算機技術的發展，現代的數控技術在原有的技術上加入了更多的存儲、處理、運算和邏輯等功能，能夠更加智能化地進行工業制造。數控車又叫數控機床，是執行數控編譯程序的主體。隨著人們藝術欣賞水平的上升，加上對物質和精神雙方面的需求，現代的制造業要求更加精細，制造的過程也越加復雜。在制造業設計中，非圓曲線的應用十分廣泛，不僅具有很高的美觀性，同時也更加復雜多變[1-2]。因此，研究數控機床加工非圓曲線編程具有很高的意義和價值，能夠推動現代數控加工技術的發展。

1 宏程序編譯

在日常生活中，人們通過仔細觀察就能發現，不少物品的外形和設計都具有非圓曲線的工藝，常見的非圓曲線有橢圓、雙曲線、拋物線等。非圓曲線產品具有較高的復雜性，在產品設計中非圓曲線能夠采取較為復雜的組合，從而實現產品的工藝特性。非圓曲線在工業制造中作為直線和圓插補的一個補充，需要采取精細的程序編輯才能夠實現。隨著計算機技術的發展，現代數控技術的程序設計有兩種方式，一種為傳統的宏程序編譯，一種為自動程序編譯。

宏程序編譯是采用傳統的指令方式，采取復雜的數學、邏輯等運算方式，從而實現一系列的運算指令，讓數控車在讀取程度的時候，能夠按照編譯的方式來進行操作。由于不同的產品對工藝的要求有所不同，尺寸、大小、非圓曲線的形狀都會產生差異，因此每一種產品如果要采用宏程序編譯的方式進行生產，都需要對產品進行特定的編譯。宏程序編譯的方式較為缺少靈活性，并且需要消耗大量的人力，要工作人員對產品工藝特性進行確認之后，再進行指令的編寫，才能夠完成生產[3-4]。當然，采用宏程序編譯也有一定的好處，對加工程序較為相近的產品來說，程序的編譯較為簡單，只需要修改一部分的數值和公式，就能夠實現產品的快速加工。

宏程序編譯具有三種基本特性，首先是可以進行變量的運算，通過設定不同的變量值能夠達到不同的設計效果；其次是能夠使用各種編譯語句，絕大部分的編譯語句具有極高的數學邏輯，能夠將想要設計的非圓曲線準確地表現出來；最后，宏程序編譯的通用性較強，在曲線設計中的各種參數可以變化，可以針對產品的要求及時進行適當的調整。宏程序編程的基本原理是用戶用數量作為數據來進行編譯，在程序中變量是可以改變的，并且變量僅僅作為媒介，不同的產品可以賦予不同的數值，從而達到不同的設計效果。應用宏程序編程，非圓曲線有著眾多的應用公式，對產品進行適當的公式應用，盡量減少數控機床操作的步驟也是十分重要的。

2 自動編程

自動編程是利用現代的計算機軟件設計，采取適當的方式將復雜的零件模型自動生成加工程序。現代產品設計的軟件主要有CAD、AI等，通過在該軟件上對產品進行詳細的設計和標注，再利用其中軟件具有的CAM功能，自動生成數控加工的程序。由于自動編程需要以計算機設計軟件作為基礎，因此對工作人員的要求較高，抑或是客戶自覺提供產品的CAD設計圖，方便程序生成和加工生產。自動編程具有較高的數學處理能力，生成的程序自檢和糾錯能力強，具有較高的準確率，更加容易實現高質量、高效率、高準確率的操作指令，將自動程度編譯到數控機床中，更能夠體現現代的自動和智能化生產。

自動編程可以分為語言數控自動編程、圖形交互自動編程、語音提示自動編程、數字化儀自動編程等。為了提高現代生產效率，制造業采用自動編程生產的企業越來越多，自動編程已經十分普遍。相對于宏程序編譯來說，自動編程更加適用于難度中等且編譯量較小的編程，尤其是外形較為復雜的產品，采用宏程序編譯需要消耗大量的人力和時間，而自動編程可以節約這一部分成本，提高產品設計的效率，充分發揮現代數控技術的優勢，提高整個產業的生產水平。

從現代數控機床自動編程的情況來看，大部分的制造工廠已經將自動編程作為主要的程序方式，在設計人員的招聘上也轉移了方向：從對具有一定計算機程序編譯基礎的工作人員，變成了更高要求的CAD設計人員。隨著自動化和智能化的發展，在制造業能夠人工參與的部分越來越少，機械設備的自動化節省了大部分的人力，減少了傳統制造的工作量。近年來，人們對自動編程和數控技術越加重視，并已經開展了更加深入的自動編程技術。由此可以看出，自動編程是制造業數控技術發展的主要趨勢，具有較大的研發空間，在未來的發展中將會更多地被應用。

3 結論

通過對現代數控技術進行分析，對其中采用的程序編譯方式進行深入的探究，人們能夠發現傳統的宏程序編譯已經逐漸被現代的自動編程所替代。自動編程更加符合現代的自動化和智能化生產標準，能夠大大提高生產效率，簡化生產過程中煩瑣的步驟，對制造業來說能夠實現更多的經濟效益。自動編程的發展，對數控技術和制造業的發展起到重要的推進作用，從而提高產業的市場競爭力。

[1]萬蓉蓉.利用CAXA數控車自動編程加工橢圓輪廓[J].考試與評價，2017，（10）：151.

[2]楊文平.新形勢下機械數控加工編程技術分析[J].電子世界，2017，（9）：103.

[3]朱建軍.斜橢圓數控車編程加工方法研究[J].機械研究與應用，2017，30（2）：47-49.

[4]劉愛軍.基于數控車編程及加工技巧的探討[J].科技經濟導刊，2017，（1）：72.